Ломоносов избрал себе в помощники несколько лучших студентов и в новой лаборатории читал им специальный курс лекций: «Введение в истинную физическую химию»[103]. Нередко по окончании лекции студенты оставались помочь Ломоносову проводить опыты.
Ломоносов снова вернулся к изучению процессов горения. Он был убежден, что объяснения этого явления предшествующими учеными были несостоятельны. Он полностью отверг теорию флогистона. Ведь Шталь создал свой «флогистон», пренебрегая фактом, установленным еще великим Бойлем. Как известно, Бойль прокаливал металлы в запаянных стеклянных сосудах. Он получал металлическую золу, а затем взвешивал ее. Вес этой золы был всегда больше веса взятого металла., Бойль предполагал, что увеличение веса золы объясняется переходом теплорода от огня к металлу. Век спустя профессор. Вольф тоже был убежден, что существуют невесомые жидкости, которые переливаются из одного тела в другое. Такой жидкостью, как он утверждал, был «теплород». А «теплороду», или флогистону, по мнению сторонников Шталя, был присущ, отрицательный вес.
Кто же прав, где истина?
Уже несколько лет эти мысли не давали покоя Ломоносову. Чтобы получить правильный ответ, одних философских рассуждений не достаточно. Но опыт, верил он, поможет разобраться, и в этом.
Почему Бойль открывал сосуды после нагревания? В таком, случае могло что-то улетучиться из сосудов и мог измениться, их вес. Надо повторить опыты, но все наблюдения и измерения вести в закрытом сосуде. В нем же есть воздух.
Ломоносов подготовил специальный сосуд, насыпал в него свинцовые опилки, затем мехами раздул огонь и нагревал горло сосуда до тех пор, пока стекло не размягчилось. С помощью зажима он запаял стекло и тут же поместил сосуд на огонь. Теперь он был полностью уверен в том, что в сосуд, ничего не попадет и ничего из него не улетучится. Мехи раздулись в последний раз, и вот уже синие язычки пламени исчезли в раскаленной горке угля. Ломоносов осторожно поставил сосуд, на стол и принялся готовить следующий. Опыт надо было повторить много раз, прокаливая не только свинец, но и другие металлы: железо, медь…
Ломоносов взвесил остывшие сосуды, установил их на угли, в большой печи и стал раздувать огонь. Сначала мехи работали медленно, но постепенно струя воздуха усиливалась, а с ней появились синеватые язычки пламени. Стенки сосуда покраснели, и свинцовые опилки расплавились. Сверкающие серебристо-белые капли быстро покрылись серовато-желтым налетом. Красные опилки меди превратились в черно-коричневый порошок. Железные опилки почернели.
Интересно, вошел ли «теплород» в сосуды? Соединился ли он с металлами? Если да, то вес сосуда должен увеличиться. Но весы показали, что вес всех сосудов оставался неизменным!
Ломоносов задумался.
А что же с золой металлов? Надо сравнить ее вес с весом металла. На следующий день исследователь повторил опыты.
Он взвесил металлические опилки до запаивания сосуда. После прокаливания он снова взвесил сосуды, потом открыл их и взвесил полученную металлическую золу. Зола была тяжелее ранее взятого металла!
— Эти опыты опровергают мнение Роберта Бойля. Металлы не соединяются с «теплородом»: ведь вес сосуда не изменяется. Это бесспорно. И все же зола тяжелее. — Ломоносов снова задумался. Однако в сосуде было некоторое количество воздуха… Быть может, металлы соединяются с корпускулами воздуха? Раз металлическая зола в сосуде стала тяжелее, значит, воздух, находившийся в сосуде, уменьшился в весе на столько же. Без поступления внешнего воздуха вес металла останется неизменным!
Это было поистине великое отнятие, благодаря которому удалось сформулировать и основной закон химической науки[104]. Ломоносов ликовал. Он хотел, чтобы мир поскорее узнал об этом важном его открытии. Надо, пожалуй, написать оду! Как на крыльях летел он домой. Теперь будет время и для этюдов.
Маленькое здание в глубине сада Ломоносов давно превратил в художественную мастерскую. Там он застал за работой своих верных учеников — Васильева и Мельникова[105]. Склонившись над ящиком, Васильев выбирал нужное ему стекло, а Мельников, у рамы, выкладывал последними кусочками стекла великолепный мозаичный портрет.
— Браво! Ты, как видно, все закончил! — воскликнул Ломоносов.
— Остается совсем немного.
— Теперь и я поработаю над «Петром Великим». Ломоносов заглянул в ящик, отобрал несколько стеклышек
и начал искусно выкладывать ими доску. Мозаика переливалась на свету всеми цветами радуги. Ломоносов работал вдохновенно.
— Знаете, друзья, я задумал нечто грандиозное. Сделаем двенадцать огромных мозаик для украшения стен Петропавловского собора. В них увековечим события эпохи Петра. К первой из них я уже сделал наброски.
Помощники приостановили работу и подошли к Ломоносову. Ученый вытащил картон:
— Вот так будет выглядеть «Полтавская баталия». Петр Великий — верхом на белом коне. С этой стороны расположим русские войска и полководцев, а с этой — шведов. По-моему, выглядит внушительно.
— Но работа потребует много стекла. Того, что мы готовим в лаборатории, недостаточно, — сказал Васильев.
— Я и это предусмотрел. Мы построим стекольную фабрику в Усть-Рудице, и тогда в нашем распоряжении будет много стекла.
С наступлением весны 1753 года Ломоносов нанял рабочих, и в Усть-Рудице закипела работа. Мастера строили печь, каменщики воздвигали здание. Ломоносов надеялся что до наступления зимы строительство будет закончено и фабрика начнет работать. По дороге из Усть-Рудицы он часто наведывался к Рихману. Друзья оборудовали лабораторию в маленьком загородном домике, расположенном на красивой поляне и утопавшем в пышной зелени ветвистых деревьев.
Как-то в разгар лета Ломоносов решил навестить приятеля» а заодно и передохнуть от утомительной дороги. Разомлев от солнца и жары, он вошел в лабораторию и тяжело опустился на стул. Рихман возился с большим аппаратом, установленным на столе.
— Из Усть-Рудицы?
— Да. А ты, как я вижу, сделал новый электрический указатель?[106]
— Да. Тот, над которым мы работали вместе, оказался маловат. Я полагаю, что для измерения электричества молний нам необходимо иметь большой. Как ты считаешь?
С потолка доносилось какое-то гудение. Ломоносов взглянул на стену и воскликнул:
— Ого! Посмотри на стрелку анемометра, как усилился ветер!
— Да. Значит, бури не миновать.
Анемометр, сконструированный Ломоносовым два года назад, работал точно и безотказно. Сейчас его стрелка поднялась до последних делений шкалы. Ветер стал еще сильнее. Засверкала молния, и послышались первые раскаты грома.
— Ты как раз вовремя, — сказал Рихман. — Сейчас поможешь мне провести интересные опыты. Когда наконец мы победим эту силу?
Стоя у большого электрического указателя, Рихман повернул выключатель. Раздался оглушительный грохот, ослепительно блеснул сине-зеленый свет и тут же все погрузилось во мрак. Ломоносов рухнул, потеряв сознание. Когда он открыл глаза, увидел среди обломков установки неподвижное тело погибшего Рихмана[107].
Ломоносов брел убитый горем домой. Хлестал в лицо дождь,, ветер рвал одежду, но ученый будто не замечал этого…
После трагического случая с Рихманом «отцы» церкви яростно ополчились на Ломоносова, называя его богохульником и еретиком. Но ученый, казалось, не замечал их нападок.
Ломоносов написал уже немало книг: «О слоях земных»[108],«Рассуждение о причинах теплоты и холода»[109], «Слово о пользе химии»[110], «Письмо о пользе стекла»[111], «Риторика»[112]. На его столе лежали материалы к «Русской грамматике»[113] … Однако он приостановил эту работу, чтобы продолжить исследования, успешно начатые совместно с Рихманом. Он не отказался от изучения электричества и принялся за новую книгу: «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих»[114]. В ней он впервые объяснял многие явления, пытаясь найти причину их проявления в природном электричестве. Он считал, что корпускулы воздуха, вращаясь, трутся друг о друга и электризуются. Так же электризуются при своем движении огромные массы воздуха. Это электричество порождает молнии, полярные сияния. Он предполагал, что и кометы сверкают в результате тех же электрических сил. Это было совершенно новое объяснение природных явлений — первый шаг к разгадке их реальной сущности. Однако Ломоносова волновала еще одна идея, которая заставила его опять вступить в спор с членами академии. Россия нуждалась в ученых. Одного Петербургского университета для их подготовки было недостаточно. В своих выступлениях Ломоносов не раз доказывал необходимость открытия нового университета. Он подготовил и программы обучения, из которых впервые было исключено богословие. «Оно никому не нужно, и никакой пользы от него получить нельзя».
103
Лекции по новому составленному им курсу физической химий Ломоносов начал читать весной 1752 г. Его слушателями были студенты М. Софронов, И. Н. Федоровский и В. И. Клементьев. Лекции читались до мая 1753 г. Сохранился конспект лекций Ломоносова «Введение в истинную физическую химию», составленный его слушателем В. И. Клементьевым (Раскин Н. М., Химическая лаборатория М. В. Ломоносова: Химия в Петербургской Академии наук во 2-й половине XVIII века. — М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1962, с. 132–137.
104
Имеется в виду закон постоянства массы.
105
В работе по созданию мозаичных картин «Полтавской баталии» Ломоносову помогали семь мастеров. Самым талантливым из них был Матвей Васильев, выполнявший ответственнейшие части картин (Морозов А. А., ук. соч., с. 564).
106
Ломоносов и Рихман проводили последовательное изучение атмосферного электричества.
107
Картина смерти Рихмана — художественный вымысел. Известно, что Рихман погиб во время изучения атмосферного электричества в своем доме 26 июля 1753 г. Ломоносов в это время проводил такие же на-блюдения в своем доме. О смерти Рихмана Ломоносов рассказал в письме к своему влиятельному покровителю, почетному члену Академии наук, государственному деятелю Ивану Ивановичу Шувалову (1727–1797) в тот же день. При этом он отмечал героизм Рихмана, его приверженность науке и просил о назначении пенсии семье погибшего друга; он также писал: «Между тем, чтобы сей случай не был протолкован противу приращения наук, всепокорнейше прошу миловать науки» (ПСС, т. 10, с. 484–485, 816–817).
108
Труд «О слоях земных» был «вторым прибавлением» к сочинению Ломоносова «Первые основания металлургии или рудных дел», которое увидело свет в 1763 г., хотя было подготовлено еще в 1742 г. Трактат «О слоях земных» имел исключительное значение для истории пауки. Академик В. И. Вернадский (1863–1945) писал о нем: «Он является во всей литературе XVIII в., русской и иностранной, первым блестящим очерком геологической науки» (Вернадский В. И. В сб.: Труды Ломоносова в области естественно-исторических наук. — СПб.: Изд. Академии наук, 1911, с. 27; этот труд Ломоносова приведен в ПСС, т. 5, с. 530–631, 693–694).
109
«Рассуждение о причинах теплоты и холода» впервые опубликовано в 1750 г. При подготовке издания ПСС Ломоносова в 1950 г. было обнаружено и другое сочинение — «О причине теплоты и холода». Ломоносов считал этот труд одной из важнейших своих работ, поскольку последний содержал цельную и последовательно развитую молекулярно- кинетическую теорию теплоты (ПСС, т. 2, с. 7–55, 647–652).
110
Полное название этой работы: «Слово о пользе химии, в публичном собрании императорской Академии наук сентября 6 дня 1751 года говоренное Михаилом Ломоносовым». В «Слове» Ломоносов привел развернутое изложение своих взглядов на задачи и значение химии для развития промышленного производства и на пути ее развития в России (ПСС, т. 2, с. 344–369, 678–680; Крицман В. А., ук. соч., ч. I, с. 72–92).
111
Полное название: «Письмо о пользе стекла к высокопревосходительному господину генералу, порутчику, действительному ея императорского величества камергеру, Московского университета куратору Ивану Ивановичу Шувалову, писанное 1752 году». В «Письме», написанном в форме стихотворного послания, Ломоносов в поэтических образах передал свои новые прогрессивные технические и естественнонаучные идеи. Это одно из самых вдохновенных поэтических произведений Ломоносова (ПСС, т. 8, с. 508–522, 1003–1008; Крицман В. А., ук. соч., ч. 2, с. 144–149).
112
См. примечание 15 на с. 90.
113
«Российская грамматика» написана Ломоносовым в 1754–1755 гг., впервые опубликована в 1757 г. (ПСС, т. 7, с. 389–578. 844–888).
114
«Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих, предложенное от Михаила Ломоносова» было впервые опубликовано в конце 1753 г., а написано в мае — октябре 1753 г. В этой работе были использованы данные, полученные Ломоносовым во время опытов, о которых он писал в своем отчете за 1752 г.: «Чинил электрические воздушные наблюдения с немалой опасностью». Эти опыты дали возможность подтвердить полное тождество природы молнии и электрической искры (ПСС, т. 3, с. 15–99, 512–522).
