Предисловие
М.В. Ломоносоввидел причинуогромных успеховв естествознании, прежде всегов том, что учёныелюди, строилисвои доводыне только впустых речах, а на точномэксперименте– опытах. «Одинопыт я ставлювыше, чем тысячумнений, рождённыхединственновоображением»,- утверждаетон в своих заметкахпо физике.
Истинноепознание быловозможно дляЛомоносоватолько на основеединства теориии опыта. «Изнаблюденийустанавливаеттеорию, черезтеорию исправлятьнаблюдения– есть лучшеевсех способовк изысканиюправды», — пишетон.
Возникновениефизическойхимии как наукисвязано с именемгениальногорусского учёногоМ.В. Ломоносова.Он первый вмировой наукесоздал учебныйкурс физическойхимии, наметилобширный планисследовательскихработ в областиэтой дисциплины, в значительноймере осуществилего, разработалметоды и приёмыхимическогоанализа.
Для его исследованийв области химиихарактернытеоретическиеобобщенияэкспериментальногоматериала, неразрывнаясвязь теориис практикой, стремлениепоставить наукуна пользу иславу отечества.
Корпускулярнаятеория строенияматерии М.В.Ломоносоваявляетсянепревзойдённойв XVIII в. трактовкойатомно–молекулярногоучения. Крупнейшиеоткрытия, сделанныев течение XIXстолетия, вобласти химии: законы электролиза, теории растворов, учение о теплоте, теория строенияорганическихсоединенийи др. – разработанына основеатомно–молекулярнойтеории. Вершинойторжестваатомистическогоучения являетсяпериодическийзакон Д.И. Менделеева.
Следовательно, М.В. Ломоносовпо праву считаетсяодним из основоположниковтеоретическихоснов химическойнауки.
МихаилВасильевичЛомоносов
(1711 – 1765)
Биография
Михаил ВасильевичЛомоносовродился 8 (19) ноября1711 г. в семьекрестьянина-помораВасилия ДорофеевичаЛомоносова, в одном из отдалённыхуголков бывшейАрхангельскойгубернии-вдеревне Мишанской(Денисовке)Куростровскойволости Двинскогоуезда.
Грамоте М.В.Ломоносовнаучился раноу своего односельчанинаИвана Шубного.Особенно увлекалиего грамматикаМ.Г. Смотрицкогои арифметикаЛ.Ф. Магницкого, которые онназывал «вратамисвоей учёности».
Чтение такихкниг для М.В.Ломоносовабыло большойрадостью ибудило в нёмнепреодолимоестремлениек знаниям, которыеон не мог осуществитьу себя на родине.Это заставилоего уйти изродного дома.Зимой 1730 г. М.В.Ломоносовотправляетсяв Москву, гдепоступает вСлавяно-греко-латинскуюакадемию: онасчиталасьединственнымвысшим учебнымзаведениемв России тоговремени.
В академииМ.В. Ломоносовполучил хорошуюподготовкупо древнимязыкам, но занятиятам его неудовлетворяли, так как не изучалисьестественныенауки.
Ещё до окончанияакадемии егов числе 12 лучшихучеников направилив Петербургдля продленияобразованияв академическомуниверситете.Здесь он обучаетсянемецкомуязыку, математике, риторике, географии, истории. В этовремя в Сибириработалаакадемическаяэкспедиция, изучавшаяприроду и минеральныебогатства края.Для неё требовалисьспециалисты-химики, знакомые сосновами металлургиии горного дела.Было решеноподготовитьтаких специалистов, и М.В. Ломоносовав числе другихспособныхстудентов, направляютв Германию.
Сначаластудентовнаправили вМарбург, к крупномуестествоиспытателюи философу Х.Вольфу. Там онизанималисьматематикой, механикой, гидростатикой, гидравликой, аэрометрией, маркшейдерскимделом, физикой, логикой, философией, геометрией, тригонометрией, немецким ифранцузскимиязыками.
Трёхлетниепребываниев Марбургерасширило кругзнаний М.В.Ломоносоваи в областифилософии.Здесь он познакомилсяс достижениямиевропейскойнауки тоговремени, и этоподготовилоего к дальнейшейнаучной ипрактическойдеятельности.
Из МарбургаМ.В.Ломоносоввместе с товарищамив 1739 г. переехалво Фрейбургв лабораториюИ.-Ф. Генкеля.Здесь он изучалхимию и горноедело.
В 1741 г. он покинуллабораториюИ.-Ф. Генкеля ивозвратилсяв Петербург.
Вернувшисьиз заграничнойкомандировки, М.В.Ломоносовв совершенствевладел, кромерусского ицерковно-славянскогоязыков, латинским, немецким ифранцузским.В Марбурге иФрейбурге онусвоил необходимыезнания по математике, химии, философии, логике, физическимнаукам, минералогии, горному делу, ботанике изоологии. Онтакже познакомилсяи с прикладныминауками, в частностис металлургией, начиная с рудногодела и кончаяобработкойметаллов. Зналон и стекольноепроизводство, мореходноедело, астрономию, географию, неговоря уж одругих отрасляхзнаний, какриторика, грамматика, история, политическаяэкономия и т.д.
За времяобучения вМарбурге иФрейбурге М.В.Ломоносов сталученым с большимнаучным кругозором, знанием промышленности, что подготовилоего к дальнейшейсамостоятельнойдеятельности.
Начало творческойдеятельности
ТворческуюдеятельностьМ.В.Ломоносоваможно разделитьна три периода.
Первый периодс 1741 по 1748 г. (до постройкихимическойлаборатории)был посвящёнглавным образомтеоретическимисследованиямв области физики.
Второй периодохватываетвремя от постройкихимическойлабораториидо 1757 г. В эти годыМ.В.Ломоносовв основномзанимаетсярешением различныхвопросовтеоретическойи экспериментальнойхимии.
И, наконец,третий период– это периодс 1757 г. До концаего жизни. Втечение этоговремени М.В.Ломоносов, помимо общихзанятий, уделяетмного времениработам в областиразличныхприкладныхнаук и административнойдеятельности.
В январе 1742г. М.В.Ломоносовбыл назначенадъюнктомАкадемии наук, а в 1745г.- профессоромхимии.
В 1748 г. он переводитна русский языккурс физикисвоего учителяХ. Вольфа, которыйвышел под названием«Вольфианскаяэкспериментальнаяфизика».
Он добиваетсястроительствахимическойлабораториипри Академиинаук. Оборудовалеё химическимии физическимиприборами. Этанаучная химическаялабораториястала колыбельюхимическихи физическихлабораторийв России, гдебыли обоснованыосновные законыфизики, химиии впервые вистории русскойнауки М.В. Ломоносовчитал созданныйим «курс истиннойфизическойхимии». Здесьпроводилисьработы по изучениюминеральныхбогатств нашейродины, заложеныосновы химиисиликатов, атакже методыполученияцветных стёкол, которые производилисьна заводе вУсть-Рудице, организованномМ.В. Ломоносовым.
Несмотряна разнообразиенаучных интересов, М. В. Ломоносовпридавал большоезначение химическими физическимисследованиям.
Капитальныеработы М.В.Ломоносова, такие, как «Онечувствительныхчастичках, составляющихтела природы»,«О причинетеплоты и холода»,«Попытка теорииупругой силывоздуха», «Элементыматематическойхимии», «О действиирастворителей»и др., характеризуютего как основоположникатеоретическихоснов химическихи физическихнаук.
Большоеисторическоезначение имеетопределениеМ.В.Ломоносовымпредмета химиии основныхпутей её дальнейшегоразвития.
М.В. Ломоносовставит новыезадачи передхимией. Он впервыесформулировалеё как науку, которая основываетсяна корпускулярнойтеории (атомно-молекулярной).Разработалнаучные методыэтой науки.
Атомно –молекулярнаятеория, разработаннаяМ.В.Ломоносовым, неразрывносвязана с движением– материя идвижение неразрывны.
Закон сохранениямассы веществаи движения
Одним изважнейшихнаучных подвиговМ.В. Ломоносоваявляется открытиеи экспериментальноеобоснованиевсеобщегозакона сохранениямассы веществаи движения.Он сформулировалзакон как единыйвсеобщий«естественныйзакон природы»,(М.В.Ломоносовставил опыт: Он взвешивалзапаяннуюреторту с металломдо прокаливанияи после, не впускаявоздуха, и обнаружил, что масса запаянногососуда не изменилась.Основываясьна своих опытах, М.В. Ломоносовсформулировалвывод, что впроцессе обжигаметалла участвуетвоздух). «Нетникакого сомнения– говорил он,- что частичкииз воздуха, текущего непрерывнонад подвергаемымобжиганиютелом, соединяютсяс последними увеличиваютего вес». М.В.Ломоносовустановил, чтоприбавлениемассы металлапри прокаливанииесть результатсоединенияего с воздухом, причём припрокаливанииметалла в закрытомсосуде массаего увеличиваетсяна столько же, на сколькоуменьшаетсямасса воздуха.
М.В. Ломоносоввсе свои научныеобобщения делална основе этогозакона.
Закон сохраненияэнергии
М.В. Ломоносовмного раз возвращалсяк вопросу осохранениимассы вещества, он связывалэтот закон сзаконом сохраненияэнергии.
«Закон сохраненияэнергии» вобщей формебыл впервыевысказан именноМ.В. Ломоносовым.Так в своейдиссертации«О действиихимическихрастворителейвообще», онписал: «Когдакакое-либо телоускоряет движениедругого, тосообщает емучасть своегодвижения; носообщить частьдвижения ононе может иначе, как теряя точнотакую же часть.Поэтому частицыводы, ускоряявращательноедвижение частицсоли, теряютчасть своеговращательногодвижения. А таккак последнее– причина теплоты, то нискольконе удивительно, что вода охлаждаетсяпри растворениисоли»(1). ЗдесьМ.В. Ломоносовсовершенночётко указывает, что одна формадвижения, механическая, может переходитьв другую — тепловую.
Исходя измеханическойтеории теплоты, М.В. Ломоносоврешает такуюважную проблемуфизики и химии, как основыкинетическойтеории газов.Ломоносовфундаментальноразрешает этотвопрос в своейработе «Опыттеории упругостивоздуха», онпишет: «Отдельныеатомы воздуха, взаимно приблизившись, сталкиваютсяс ближайшимив нечувствительныемоменты времени, и когда однинаходятся всоприкосновении, вторые атомыдруг от другаотпрыгнули, ударились вболее близкиек ним и сноваотскочили; таким образом, непрерывноотталкиваемыедруг от другачастыми взаимнымитолчками, онистремятсярассеятьсяво все стороны…
Воздушныеатомы действуютдруг на другав зависимостиот увеличенияили уменьшениястепени теплотыболее сильнымили более слабымвзаимнымсоприкосновением»(2).
Физическаяхимия
Физическаяхимия для Ломоносова– это «наука, дающая объяснениена основаниифизическихначал и опытовтому, что происходитпри смешениител вследствиехимическихопераций».
М.В. Ломоносовговорит нетолько о родствефизики илихимии. Они составляютдля него неразрывноецелое. Изучениефизическихсвойств телраскрываетприроду вещества, а изучениесостава веществаи происходящихв нём химическихпроцессовраскрываетпричину физическихего свойств.Следуя этомуопределению, Ломоносовизучает физическиеявления, происходящиево время (илирезультате)химическихпревращений, и стремитсяпоставить наслужбу химиивсе доступныеи известныев его времяприборы и методыфизическогоисследования.
НамеченнаяЛомоносовымширокая программафизико-химическихопытов, потребовалитакже созданияцелой серииновых приборов.
Так он придумываетособое «точило» — прибор дляисследованиятвёрдостиразных камнейи стёкол.
Для исследованиявязкости жидкихматерий Ломоносовизобретаетособый прибор– вискозиметр.С помощью этогоприбора производилисьточные и надёжныеизмеренияконсистенцийсамых различныхжидкостей, чтоделало егопоистинеуниверсальным.
Для измеренийтемпературыЛомоносовсконструировалсобственныйтермометр,наиболее рациональныйиз всех существовавших.
Рефрактометр(оптическийприбор) – «машина, через которуюможно узнатьрефракцию(преломлениялучей) светлыхлучей, проходящихсквозь жидкиематерии».
Ломоносовпервый занимаетсяизучениемкинетикифизико-химическихпроцессов. Онвводит в химиюне только весы, но и часы дляопределенияскорости протеканияреакций. М.В.Ломоносов нетолько разрабатываеттеоретическиеположенияфизическойхимии и ведётэкспериментальнуюработу в этойобласти, но ичитает первыйв мире курсэтой науки.
Теоретическиеосновы химическойнауки у М.В.Ломоносоваполучилиокончательноезавершениев «Слове о пользехимии», а затемв курсе, которыйон в 1752 – 1754 гг. читалстудентамакадемическогоуниверситета.Этот курс былназван «Курсомистинной физическойхимии».
М.В. Ломоносовне только чёткосформулировалзадачи в областифизическойхимии, не толькочитал лекциипо этому курсу, но и выполнилнаучные исследованияв области физическойхимии. Особеннобольшой интереспредставлялиработы Ломоносовапо растворам.В программуработ по растворамон включал:
— поднятиераствора покапиллярнымтрубкам;
— влияниеэлектрическоготока на растворы;
— просмотррастворов вмикроскоп;
— что приноситэлектрическаясила растворамсолей;
— замерзаниерастворов;
— растворимостьв зависимостиот температуры;
— понижениетемпературыпри растворениинекоторыхсолей;
— понижениетемпературыот замерзаниярастворов.
Примеры мывидим ежедневно: растворяемв воде соль илисахар,
М.В. Ломоносовуказал: растворимостьизменяетсяс повышениемтемпературы, в частности, соль поглощаеттеплоту; растворызамерзают приболее низкойтемпературе, чем растворители(тело, производящеерастворение, у химиков зовётсярастворителем); растворимостьметаллов вкислотах, онуказал, что прирастворенииметаллов выделяютсягазы и теплота, а растворениесолей не сопровождаетсявыделениемгазов.
С полнымправом можносчитать, чтооснователемфизическойхимии, начертавшимгениальнуюпрограмму работв этой областии разработавшимосновные разделыэтой науки, является М.В.Ломоносов.
Изобретенияв промышленности
С именем М.В.Ломоносовасвязано развитиефарфоровой, стекольной, металлургической, горноразрабатывающей, соледобывающейпромышлен-ности.Он первый вРоссии создалмозаику, гдепроявил нетолько своёискусство какхудожник, нопрежде всегокак химик химик– технолог. Всвоей химическойлаборатории, он разрабатываетспособы полученияцветного стекла(смальты) длямозаичныхкартин. Одновременноон являетсяизобретателемкрасок дляокрашиваниястекла и фарфора.
С именем М.В.Ломоносовасвязано развитиегорнозаводскогодела и металлургии.Он по правуможет считатьсяучителем русскихгорщиков–рудознатцеви металлургов.
Первая научнаятехническаякнига в областиметаллургиии горнорудногодела «Первыеоснованияметаллургииили рудничныхдел» принадлежитМ.В.Ломоносову.В ней научнообоснованывсе процессыпо выплавкеметалла и добычеруд.
М.В. Ломоносовизобретаетфарфоровуюмассу, о чём всвоё времяписал так: «Трудясьмногими исследованиями, изобрёл фарфоровуюмассу … всесоставы к мозаичномуделу, для чегосделал болеечетырёх тысячопытов, коихне только рецептысочинял, но иматериалысвоими рукамипо большейчасти развешивали в печь ставил, несмотря набывшую тогдажестокую ножнуюболезнь»(3). Этаработа былатесно связанас изготовлениемцветных стёкол.
В 1752 г. Он добилсяразрешенияна организациюпроизводствастекла, бисера, стеклярусаи других галантерейныхизделий. (Здесьже был выполненпервый мозаичныйпортрет ПетраI.) М.В. Ломоносовоткрыл прифабрике химическуюлабораторию, в которой выполнялиопыты, связанныес изготовлениемновых фарфоровыхмасс, производилитысячи опытныхплавок стеклаи разрабатывалисостав цветногохрусталя.
Большойинтерес представлялаего деятельностьв областиисследованиядобычи золота.Он первый пришёлк мысли, чтороссыпноезолото можнодобывать изпесков во многихместах России, и создал теориюобразованияроссыпногозолота, указывая, что после открытиязолотоносногопеска нужноискать коренноеместорождениезолота, поднимаясьвверх по рекам.
Создательтеоретическихоснов горнорудногодела, металлургии, зачинательстекольного, фарфорногопроизводства, а также производствацветных стёколи красок, исследовательсолеварныхпромыслов, новатор в областизолотой промышленности, мастер пробирногодела и первыйхимик-аналитик– вот краткаяхарактеристикадеятельностиМ.В. Ломоносовав областипромышленности.
МозаичноеХудожество
МозаикиЛомоносова– не толькозамечательноетехническоедостижение, но и крупнейшеехудожественноесобытие мировогозначения.
Следуя традициямдревнерусскоймозаики, Ломоносовстремился кновому и яркомурешению стоявшихперед нимхудожественныхзадач. Он незанималсяпростым копированиемживописныхобразцов и непытался скрытьсвой необычайныйматериал. Ломоносоввоскрешал исоздавал новое, самостоятельноеискусствомозаики, использующеевсё великолепиесвоего материалаи решающее своизадачи в значительноймере независимоот живописи.
Ломоносовпрекраснопонимал необходимостьдостигнутьв мозаике обобщённогохудожественноговпечатления.И он шёл этимпутём. Уже в1754 году Ломоносовсоздаёт великолепныйпортрет ПетраВеликого.
Портретнаямозаика Ломоносоваи его учениковне имела себеравных в Европе, где мозаичистыобращалисьпреимущественнок религиознымсюжетам. Ниодна европейскаямастерская, не выполниластолько портретов, как Ломоносовская.
Ломоносов, руководящийэтими работамии принимавшийв них непосредственноеучастие, показалсебя зрелыми проникновеннымхудожником, сумевшим сочетатьдекоративнуюяркость и пышностьофициальногопридворногопортрета спотрясающимреализмомизображения.Из мозаичноймастерскойЛомоносовавыходят одназа другойзамечательныепортретныемозаики (1756 –1760): сестры Елизаветы– Анны Петровны, её сына – наследникапрестола — ПетраФёдоровича, графа ПетраИвановичаШувалова и, наконец, потрясающийпо яркости игармоничностикрасок овальныйпортрет ЕлизаветыПетровны.
В течениепочти четырёхлет (с июня 1761 помарт 1764года) вЛомоносовскоймастерскойидут напряженныеработы поизготовлениюпервой огромнойкартины дляпредполагаемогомонумента Петру– «Полтавскойбаталии».
«Полтавскаябаталия» остаётсясамым значительнымпроизведениемрусского мозаичногоискусства зацелое тысячелетие.Судьба этогопамятникабеспримерна.
С 1767 по 1769 годиз основаннойЛомоносовыммозаичноймастерскойвышло несколькопревосходныхмозаичныхкартин, в томчисле «Головастарика» соригинала«славянскогоживописцаРембрандта».
Богатстворусского языка
Глубокоезнание русскогоязыка во всехего проявленияхпозволилоЛомоносову, верно, определитьи наметить путиразвития русскоголитературногоязыка. Он нетолько теоретическиразрабатываетэти вопросы,- он задаётсяцелью создатьряд практическихпособий, охватывающихвесь круг вопросов, необходимыхдля широкойлитературнойподготовкидеятелей русскойкультуры.
Первым такимпособием была«Риторика».
Став настольнойкнигой длянесколькихпоколенийрусских людей,«Риторика»Ломоносовавоспитывалав них чувстводолга, справедливостии любви к отечеству.
Ещё большуюроль в историирусской культурысыграла составленнаяЛомоносовым«Российскаяграмматика», Выдержавшаячетырнадцатьизданий и непотерявшаянаучного значениядо нашего времени.
М.В. Ломоносовсоздавал своюграмматику, чтобы обеспечитьдальнейшееразвитие русскоголитературногоязыка – одногоиз главнейшихдвигателейрусской национальнойкультуры.
Ценнейшейособенностью«Грамматики»Ломоносовабыло то, что онне смешивалформ русскогои церковнославянскогоязыков, какделали егопредшественники, а отчётливоуказывал наих отличие.
В «Грамматике»сказалосьрасположениеЛомоносовак просторечию, стремлениек расширениюсловесногобогатства вкнижном языке, любовь к простому, точному и весомомуслову.
***
М.В. Ломоносовбыл инициаторомпросвещениясреди широкихмасс населения.Учёный не могмириться сзаселениеминостранцевв академии. Онсчитал, чтоакадемики иадъюнкты должныбыть россияне.
М.В. Ломоносовприлагал многоусилий длятого, чтобысоздать в Россииуниверситет, и добился открытияпервого русскогоуниверситетав 1755 г. Этот университет(носящий сейчасимя М.В. Ломоносова)прославилрусскую наукурезультатамисвоих исследованийи осуществилзаветную мечтуМ.В. Ломоносоваоб истиннойпользе и славеотечества.