В. Путина 2021 год объявлен в России Годом науки и технологий. Одна из его заявленных задач — широко рассказать о российских достижениях в сфере науки и технологий, популяризировать имена крупнейших учёных в различных областях науки.
Михаил Васильевич Ломоносов — творец российской науки и искусства
Памятник М. В. Ломоносову в Москве работы С. Д. Меркулова
«Михаил Васильевич Ломоносов — творец российской науки и искусства», посвященной 300-летию со дня рождения великого ученого. Михаи́л Васи́льевич Ломоно́сов (8 [19] ноября 1711[9], деревня Мишанинская[5] (ныне — село Ломоносово), Архангелогородская губерния, Русское царство — 4 [15] апреля 1765, Санкт-Петербург, Российская империя) — первый крупный русский учёный-естествоиспытатель.
Яркий пример «универсального человека» (лат. homo universalis): энциклопедист, физик и химик (он вошёл в науку как первый химик, который дал физической химии определение, весьма близкое к современному, и предначертал обширную программу физико-химических исследований; его молекулярно-кинетическая теория тепла во многом предвосхитила современное представление о строении материи и многие фундаментальные законы, в числе которых одно из начал термодинамики.
Основоположник научного мореплавания и физической химии; заложил основы науки о стекле.
Астроном (открыл наличие атмосферы у планеты Венеры, приборостроитель, географ, металлург, геолог. Он же поэт, художник, филолог, генеалог, историограф; поборник развития отечественных науки, экономики, образования (разработал проект Московского университета, впоследствии названного в его честь). Внёс также большой вклад в развитие риторики.
Статский советник, профессор химии (1745), действительный член Санкт-Петербургской Императорской академии наук (1745) и почётный член Королевской Шведской и Болонской академий наук.
Очень любопытны документы из архива Чичаговых, связанные с подготовкой Михаилом Васильевичем экспедиции адмирала Василия Чичагова. Ее целью было основательное изучение Северного морского пути.
Детство
Родился 8 (19) ноября 1711 года в деревне Мишанинской Куростровской волости Двинского уезда Архангелогородской губернии (Архангельская область) в зажиточной семье Василия Дорофеевича (1681—1741) и дочери просвирницы погоста Николаевских Матигор, Елены Ивановны (урождённой Сивковой) (? — 1720) Ломоносовых. Отец, по отзыву сына, был по натуре человек добрый, но «в крайнем невежестве воспитанный» Мать М. В. Ломоносова умерла очень рано, когда ему было девять лет. В 1721 году отец женился на Феодоре Михайловне Усковой. Летом 1724 года и она умерла. Через несколько месяцев, возвратившись с промыслов, отец женился в третий раз — на вдове Ирине Семёновне (в девичестве Корельской). Для тринадцатилетнего Ломоносова третья жена отца оказалась «злой и завистливой мачехой»
Михаил начал помогать отцу с десяти лет. Вместе они ходили рыбачить в Белое море и до Соловецких островов. Нередкие опасности плавания закаляли физические силы юноши и обогащали его ум разнообразными наблюдениями. Влияние природы русского севера легко усмотреть не только в языке М. В. Ломоносова, но и в его научных интересах: «вопросы северного сияния, холода и тепла, морских путешествий, морского льда, отражения морской жизни на суше — всё это уходит далеко вглубь, в первые впечатления молодого помора». Образование в Москве и Киеве (1731—1735) В декабре 1730 года 19-летний Михаил отправляется вместе с рыбным обозом из Холмогор в Москву. Путешествие в Москву выглядело как бегство, поскольку будущий учёный покинул дом ночью, тайно, ни с кем не простившись. Долгое время его считали беглым. Ломоносов взял с собой, помимо одежды (две рубахи и тулуп), лишь подаренные ему соседом «Грамматику» Смотрицкого и «Арифметику» Магницкого. Отправился он пешком, нагнав караван лишь на третий день, и упросил рыбаков разрешить ему идти вместе с ними. Путешествие до Москвы заняло три недели, и в начале января 1731 года Ломоносов прибыл в Москву.
Чтобы поступить в «Спасские школы», то есть в Славяно-греко-латинскую академию, Ломоносову пришлось подделать документы и выдать себя «за сына холмогорского дворянина».
В письме И. И. Шувалову (10 мая 1753 года) он вспоминает обстоятельства своей жизни того времени и рассказывает о страстной тяге своей к учёбе, бедности («один алтын в день») и насмешках малолетних одноклассников.
Ломоносов зарекомендовал себя как прилежный ученик. В библиотеке Заиконоспасского монастыря он читал летописи, патристику и другие богословские книги, — издания светского содержания и философские, и даже — физические и математические сочинения; «находимыя в оной книги утвердили его в языке славянском». Современные исследователи отмечают глубокое знакомство Ломоносова с самыми разными жанрами древнерусской литературы.
В 1734 году Ломоносов отправляется в Киев, где на протяжении нескольких месяцев обучается в Киево-Могилянской академии, но, не найдя там совершенно материалов по физике и математике, он «прилежно перечитывал летописи и творения святых отцов»
Наука о стекле Основная статья: Наука о стекле в творчестве М. В. Ломоносова В своей Химической лаборатории М. В. Ломоносов в 1752—1753 годах впервые за всю историю науки читал курс физической химии студентам академического университета. А разрешение на строительство этой лаборатории он смог получить только после трёхлетних усилий — это была первая научно-исследовательская и учебная лаборатория в России.
« ... без лаборатории принуждён только одним чтением химических книг и теориею довольствоваться, а практику почти вовсе оставить и для того от ней со временем отвыкнуть. — М. В. Ломоносов » В октябре 1748 года, когда она, наконец, была построена, и получила оборудование, изготовленное по чертежам и проектам самого учёного, он начал проводить в ней экспериментальные исследования по химии и технологии силикатов, по обоснованию теории растворов, по обжигу металлов, а также — осуществлял пробы руд.
Здесь он провёл более 4 тысяч опытов. Им разработана технология цветных стёкол (прозрачных и «глухих» — смальт). Эту методику он применил в промышленной варке цветного стекла и при создании изделий из него.
Стекольное производство того времени имело в своём распоряжении весьма скудный ассортимент реактивов, что, конечно, сказывалось на окраске изделий: производившееся Санкт-Петербургским стеклянным заводом было в основном бесцветно, или окрашено в синий и зелёный цвета. Немецкий стеклодел Иоганн Кункель ещё в XVII веке обладал секретом красного стекла — «золотого рубина» (известен ещё в Древнем Риме — включение золота при варке). Но и Кункель унёс в могилу свою тайну. М. В. Ломоносов был одним из первых, кто разгадал эту рецептуру.
Учёный работал со стёклами и другими силикатными расплавами ещё в процессе изучения им технологии горнорудного и металлического дела в Германии. В 1751 году Санкт-Петербургский Стеклянный завод через Академию наук заказал исследования по разработке цветных стёкол М. В. Ломоносову.
Эмпирическая технология стеклоделия тогда применялась только практиками, не владевшими никакими научными методами. М. В. Ломоносов и его однокашник Дмитрий Виноградов, создатель русского фарфора, первыми заявляют о необходимости знания химии для создания стёкол. М. В. Ломоносов сумел доказать необходимость лабораторного и производственного персонала.
Важной стороной ломоносовской методологии явилась присущность ему качеств отличного систематизатора, что сказывалось на теоретической упорядоченности исследований и строго последовательном, контролируемом технологическом цикле.
В четырёхлетних фундаментальных научных исследованиях по химии стекла, проводившиеся М. В. Ломоносовым, и потребовавших упомянутых четыре тысячи опытов, можно наблюдать три крупных этапа:
Расширение ассортимента исходных материалов. Получение сравнительно чистых разных минеральных красителей — посредством химической обработки природных и искусственных соединений. Изучение действия красителей на стекло.
Работы проводились на чрезвычайно высоком методическом уровне, для каждого из вышеозначенных факторов производилась большая самостоятельная серия опытов, когда количественное участие его систематически изменялось в очень широких пределах. Были правильно организованы опытные плавки (точные размеры тиглей — современные практически не отличаются от использовавшихся М. В. Ломоносовым); строго соблюдалось единообразие условий опытов; впервые в практике соблюдалась строгая дозировка компонентов; точное навешивание; строгая и аккуратная, контролируемая система хранения тысяч эталонных образцов; регулярное и неукоснительное ведение подробного лабораторного журнала (самим М. В. Ломоносовым); впервые очень чётко сформулирован вопрос о влиянии состава стекла на его свойства. Сейчас целесообразность такой постановки исследования очевидна, но в то время это было новаторством — теоретическая часть особенно интересовала учёного. Он пишет: «…прилагаю я возможное старание, чтобы делать стёкла разных цветов, которые бы помянутым художествам годны были и в том имею нарочитые прогрессы. При всех сих практических опытах записываю и те обстоятельства, которые надлежат до химических теорий».
Одновременно он занимается и теорией цвета, что пребывает в отчётливой связи с настоящими и другими его исследованиями. Он интересовался природой света и цветов с самого начала своей научной деятельности. Тогда же, в ходе размышлений о природе цветов, им был задуман ряд опытов с цветными стёклами. И в согласовании со своими теоретическими исследованиями эти эксперименты М. В. Ломоносов получил возможность проводить с 1748 года в своей Химической лаборатории, когда им были получены такие стёкла, рецептуры которых нашли применение впоследствии, при создании его мозаичных работ. Результатом этого комплекса научных исследований явилось также создание им собственной теории света и цвета, основывающейся на представлении о распространении света посредством колебания частиц эфира, заполняющего мировое пространство (уже в XIX веке академик Б. Б. Голицын назовёт её «теорией волнения».
Множество разнообразно окрашенных стёкол было получено М. В. Ломоносовым при весьма ограниченном наборе элементов, использовавшихся в качестве включений, влиявших на цветность (ныне применяющиеся с этой целью хром, уран, селен, кадмий, попросту ещё не были открыты в то время) — очень искусно варьируя приёмы химической обработки в восстановительных и окислительных условиях при изменении состава стекла за счёт введения свинца, олова, сурьмы и некоторых других веществ.
Богатейшие красные тона получены в результате добавки меди для смальт, называемых мастерами мозаики «скарцетами» и «лаками». Очень большого умения требует их варка, которая до сих пор не всегда бывает успешной. Медь использовалась учёным также для получения зелёных и бирюзовых оттенков. И поныне знатоки мозаичного искусства очень высоко ценят полихромные качества ломоносовских смальт, и многие считают, что таких замечательных красных и зелёных оттенков крайне редко и мало кому удавалось получить.
И вот слова Л. Эйлера, подтверждающие признание роли М. В. Ломоносова в основании науки о стекле — и не только в его отечестве:
« Как я всегда удивляюсь счастливому твоему остроумию, которым в толь разных науках превосходствуешь и натуральныя явления с особливым успехом изъясняешь, так приятно было мне известие... Достойное вас дело есть что вы стеклу возможные цветы дать можете. Здешние химики сие изобретение за превеликое дело почитают. » В 1753—1754 годах недалеко от Ораниенбаума в деревне Усть-Рудицы Копорского уезда М. В. Ломоносов получает для строительства стекольной фабрики земельный надел, а в 1756 году земли были ему жалованы в вечное пользование. При постройке этой фабрики учёный проявляет свои инженерные и конструкторские способности, начиная с выбора места строительства, расчётов строительных материалов и ориентации на первоклассные ямбургские пески и достаточное количество леса для стеклоплавильных печей и пережигания на золу; — проектирования цехов завода, детальной разработки технологического процесса, конструирования лабораторных и производственных печей, оригинальных станков и инструментов; — и кончая оформлением графических материалов, которые выполняются им также собственноручно или при непосредственном его руководстве. Усть-Рудицкая фабрика представляла собой своеобразное и в полной мере новое стекольное промышленное предприятие, и поскольку руководил ею создатель науки о стекле, ведущее место отведено было лаборатории, причём находившейся в процессе эксперимента и в постоянном совершенствовании. Первоначально на фабрике выпускался только бисер, пронизка, стеклярус и мозаичные составы (смальты). Через год появляются различные «галантерейные изделия»: гранёные камни, подвески, броши и запонки. С 1757 года фабрика начинает выпускать столовые сервизы, туалетные и письменные приборы — всё из разноцветного стекла, по большей части бирюзового. Постепенно, по прошествии нескольких лет, было налажено производство крупных вещей: дутых фигур, цветников, украшений для садов, литых столовых досок.
Эта страница деятельности М. В. Ломоносова — яркий пример органичного сочетания всего разнообразия его способностей: как увлечённого учёного-теоретика, в совершенстве владеющего экспериментом, практика, очень удачно реализующего найденное в ходе расчётов и опытов, умелого организатора производства, вдохновенного художника-дилетанта, наделённого природным вкусом, умеющего с толком применить свои познания и в этой области. Но и сим не исчерпывается многосторонняя творческая натура — М. В. Ломоносов написал беспрецедентное поэтическое произведение, единственное в своём роде; имеется в виду объём версификации, посвящённой одному предмету, в данном случае, веществу и материалу — стеклу — почти 3 тысячи слов (около 15 тысяч знаков) составило его «Письмо о пользе Стекла к высокопревосходительному господину генералу-поручику действительному Ея Императорскаго Величества камергеру, Московскаго университета куратору, и орденов Белаго Орла, Святаго Александра и Святыя Анны кавалеру Ивану Ивановичу Шувалову, писанное в 1752 году»…
« Неправо о вещах те думают, Шувалов, Которые Стекло чтут ниже Минералов, Приманчивым лучем блистающих в глаза: Не меньше польза в нём, не меньше в нём краса.
...
Далече до конца Стеклу достойных хвал, На кои целый год едва бы мне достал. Затем уже слова похвальны оставляю И что о нём писал, то делом начинаю.
» Астрономия, опто-механика и приборостроение 26 мая 1761 года, наблюдая прохождение Венеры по солнечному диску, М. В. Ломоносов обнаружил наличие у неё атмосферы.
« При выступлении Венеры из Солнца, когда передний её край стал приближаться к солнечному краю и был (как просто глазом видеть можно) около десятой доли диаметра Венеры, тогда появился на краю Солнца пупырь, который тем явственнее учинился, чем ближе Венера к выступлению приходила. Вскоре оный пупырь потерялся, и Венера оказалась вдруг без края. » Интересен и другой эффект, наблюдавшийся астрономами с приближением диска Венеры к внешнему краю диска Солнца или при удалении от него. Данное явление, открытое Ломоносовым, не было удовлетворительно истолковано, и его, по всей видимости, следует расценивать как зеркальное отражение Солнца атмосферой планеты — особенно велико оно при незначительных углах скольжения, при нахождении Венеры вблизи Солнца. Учёный описывает его следующим образом:
« Ожидая вступления Венерина на Солнце около сорока минут после предписанного в эфемеридах времени, увидел наконец, что солнечный край чаемого вступления стал неявственен и несколько будто стушёван, а прежде был весьма чист и везде ровен. Полное выхождение, или последнее прикосновение Венеры заднего края к Солнцу при самом выходе, было также с некоторым отрывом и с неясностью солнечного края. » Труд М. В. Ломоносова «Явление Венеры на Солнце, наблюдённое в Санктпетербургской Императорской Академии Наук Майя 26 дня 1761 года» (Санкт-Петербург: Типография Академии наук, 1761)[83][84] был напечатан на русском и немецком языках (нем. Erscheinung der Venus vor der Sonne beobachtet bei der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften: Aus dem Russischen übersetzt. St. Petersburg, 1761) и, следовательно, были известны в Западной Европе, поскольку публикации Академии рассылались в её крупнейшие научные центры, однако открытие атмосферы на Венере приписывалось И. И. Шрётеру и Ф. В. Гершелю[85]. Председатель Американского химического общества профессор Колумбийского университета А. Смит в 1912 году писал: «Открытие, сделанное при этом Ломоносовым о наличии атмосферы на этой планете, обычно приписывают Шретеру и Гершелю», Любопытно, что сам М. В. Ломоносов этому открытию не придавал большого значения, во всяком случае, оно даже не упомянуто в составленном им списке работ, которые он относил к наиболее важным в своём научном творчестве (см. раздел «Итог»).
Академик С. И. Вавилов, изучавший труды Ломоносова многие годы, сделал вывод, что «…по объёму и оригинальности своей оптико-строительной деятельности Ломоносов был … одним из самых передовых оптиков своего времени и, безусловно, первым русским творческим опто-механиком».
Ломоносовым было сконструировано и построено более десятка принципиально новых оптических приборов[89], создана русская школа научной и прикладной оптики. М. В. Ломоносов создал катоптрико-диоптрическую зажигательную систему; прибор «для сгущения света», названную им «ночезрительной трубой», предназначавшаяся для рассмотрения на море удалённых предметов в ночное время или, как говорится в его статье тому посвящённой «Физическая задача о ночезрительной трубе» (1758) — служившую возможности «различать в ночное время скалы и корабли» — 13 мая 1756 года он демонстрировал её на заседании Академического собрания (этот проект вызвал ряд возражений со стороны академиков С. Я. Румовского, А. Н. Гиршова и Н. И. Попова, а академик Ф. У. Т. Эпинус пытался доказать «невыполнимость на практике» этого изобретения), М. В. Ломоносов до конца своих дней продолжал заниматься созданием приборов для ночных наблюдений, но ему не суждено было увидеть реализацию этой своей идеи — для снаряжённой по его же проекту полярной экспедиции капитана 1 ранга В. Я. Чичагова наряду с другими приборами было собрано 3 ночезрительных трубы[90]; оптической системы, «через которую узнавать можно рефракцию светлых лучей, проходящих сквозь жидкие материи».
М. В. Ломоносовым разработан и построен оптический батоскоп или новый «инструмент, которым бы много глубже видеть можно дно в реках и в море, нежели как видим просто. Коль сие в человеческой полезно, всяк удобно рассудить может». Большой интерес представляет созданная учёным конструкция «горизонтоскопа» — большого перископа с механизмом для горизонтального обзора местности. Также им предложен прибор для качественного определения вязкости жидкостей (вискозиметр)[91]. М. В. Ломоносов — талантливый изобретатель и приборостроитель, в то же время стоит у истоков русской теоретической оптики.
М. В. Ломоносов, хорошо знавший телескопы И. Ньютона и Д. Грегори, предложил свою конструкцию. Он пишет в конце весны — начале лета 1762 года: «Я всегда лелеял желание, чтобы эти превосходные небесные орудия, коих изобретение составляет славу Ньютона и Грегори, не по размерам только, как это обычно происходило, возрастали, но получили и иные, почерпнутые из сокровищ оптики усовершенствования».
Суть и отличие от двух предыдущих предложенного им усовершенствования заключались в том, что новая конструкция имела лишь одно вогнутое зеркало, расположенное под углом около 4° к оси телескопа, и отражённые этим зеркалом лучи попадали в расположенный сбоку окуляр, что позволяло увеличить световой поток. Опытный образец такого телескопа был изготовлен под руководством М. В. Ломоносова в апреле 1762 года, а 13 мая учёный демонстрировал его на заседании Академического собрания. Изобретение это оставалось неопубликованным до 1827 года, поэтому, когда аналогичное усовершенствование телескопа предложил У. Гершель, такую систему стали называть его именем.
Теория электричества и метеорология
В 1752—1753 годах, занимаясь изучением атмосферного электричества, М. В. Ломоносов ставит задачу написания труда, посвящённого общей теории электричества. К работе над латинской рукописью учёный приступил только в апреле 1756 года, но уже в мае переключившись на «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих», — оставляет первую, не завершив.
В незаконченную рукопись «Теории электричества, изложенной математически» исследователем включены отдельные разработанные им на тот момент к настоящему вопросу относящиеся положения: о тождественности атмосферного и искусственного электричества, о предопределяющем электрические явления движении частиц эфира и тому подобные. Рукопись начинается с плана, включающего восемь глав, из коих М. В. Ломоносовым закончена была только первая и частично — вторая. Рассматривая именования шести остальных разделов, можно прийти к выводу о том, что учёный имел в предположении попытку рассмотрения всех известных к тому времени электрических явлений, снабжая их осмыслением, опирающимся на понимание строения вещества в свете корпускулярной теории: «1. Содержит предварительные данные; 2. Об эфире и огне; 3. О строении чувствительных тел; 4. О получении производного электричества; 5. О получении производного электричества; 6. Объяснение искусственных явлений; 7. Объяснение природных явлений; 8.. О будущих успехах учения об электричестве.
В работах М. В. Ломоносова, посвящённых исследованию электричества особенно ценным является направленность их от качественных наблюдений к установлению количественных закономерностей — формированию основ теории электричества. Занимаясь независимо этими исследованиями, он с Г. В. Рихманом и Б. Франклин добились наиболее убедительных результатов.
В ходе этих совместных с М. В. Ломоносовым исследований в 1745 году Г. В. Рихманом разработан первый электроизмерительный прибор экспериментального наблюдения — «электрический указатель», который, в отличие от уже использовавшегося электроскопа, был «снабжён деревянным квадрантом со градусной шкалой для измерения степени электричества» (Г. В. Рихман). «Громовая машина», созданная ими, имела принципиальные различия с приборами других учёных, в том числе и с «электрическим змеем» Б. Франклина, давала возможность стабильного наблюдения при любом изменении электричества, содержащегося в атмосфере при любой погоде.
На очередном торжественном собрании Петербургской Академии Наук академики Г. В. Рихман и М. В. Ломоносов должны были сделать доклад об электричестве. 26 июля 1753 года во время опытов в ходе наблюдения грозовых явлений Г. В. Рихман был убит ударом молнии. Трагические обстоятельства были использованы противниками учёных: советник академической Канцелярии И. Д. Шумахер убедил президента К. Г. Разумовского отменить собрание. Своими энергичными действиями М. В. Ломоносов сумел убедить последнего изменить решение — подготовленный М. В. Ломоносовым латинский текст речи обсуждался на нескольких заседаниях, после которых учёный внёс в неё некоторые изменения.
26 ноября 1753 года им был сделан большой доклад — «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих» и, что немаловажно — на русском. М. В. Ломоносовым была представлена его строго научная теория атмосферного электричества, которая в полной мере соответствует современным взглядам, данных явлений касающихся. В обстоятельных «Изъяснениях, надлежащих к Слову об электрических явлениях» (неотъемлемой части «Слова», сопровождаемой описанием наблюдений, опытов и пояснением чертежей и рисунков) учёный убедительно показывает, что результаты его самостоятельных исследований и, сделанные на их основе выводы, существенно отличаясь от найденного и показанного Б. Франклином, началом имеют предшествующие тому изыскания, относящиеся к значительно более раннему времени, — «сие слово было уже почти готово, когда я о Франклиновой догадке уведал» — отмечает он; в частности ода «Вечернее размышление о Божием величестве при случае великого северного сияния» (1743), напечатанная в 1747 году в «Риторике», со всей очевидностью указывает на выявленную им природу северного сияния. Далее, в своём письме академику А. Н. Гиршову который, в числе других, указывал на приоритет Б. Франклина, он пишет: «α) …Винить меня не станет никто, так как произведения учёных столь поздно доходят до нас, особенно из Америки. β) Нисхождение верхней атмосферы Франклин только предполагал по догадке; я же вывожу его из внезапного наступления холодной погоды, о чём у Франклина нет никакого упоминания. γ) Я также произвёл расчёт и доказал, что верхний воздух не только может, но и должен стекать вниз, чего у Франклина нет и следа. δ) Мнение Франклина о северном сиянии совершенно расходится с моим. Ведь электрическую материю, необходимую для образования северного сияния, он старается привлечь с тропиков к полюсам; я же нахожу её в изобилии на месте; он не излагает, каким образом это происходит, а мимоходом в нескольких словах намечает свою догадку, а я подробнейшим образом изъясняю свою теорию; он не обосновал никакими аргументами, а я подкрепляю не только аргументами, но и объяснением явления».
Очень важно в рассмотрении М. В. Ломоносовым света и электричества, в контексте его корпускулярно-кинетической теории тепла, единое толкование их волновой природы.
Твёрдая ртуть В декабре 1759 года М. В. Ломоносов и И. А. Браун первыми получили ртуть в твёрдом состоянии. Но важность этого успеха для М. В. Ломоносова выражалась в большей степени не фактом приоритета, а логикой аргументации ряда положений его корпускулярно-кинетической теории, и последовавшим успехом в классификации веществ — когда учёным первым в январе 1760 года, наряду с решением ряда других задач, была показана электропроводность и «ковкость» ртути, что стало основанием для отнесения этого вещества к металлам.
Прототип вертолёта В рамках метеоисследований, в том числе измерений на разных высотах (температура, давление и т. д.), М. В. Ломоносов, независимо от идеи Леонардо да Винчи, чьи труды найдены много позже, разработал летательный аппарат вертикального взлёта — первый прототип вертолёта с двумя (предположительно соосными винтами. Однако он не подразумевал пилотируемых полётов — только подъём метеоприборов.
Документы показывают, что учёный сделал его действующую модель.По протоколу конференции Академии Наук (1754, июля 1; перевод с латинского) и в отчёте М. В. Ломоносова о научных работах в 1754 году (1755):
« № 4...Высокопочтенный советник Ломоносов показал изобретённую им машину, называемую им аэродромической [воздухобежной], которая должна употребляться для того, чтобы с помощью крыльев, движимых горизонтально в различных направлениях силой пружины, какой обычно снабжаются часы, нажимать воздух [отбрасывать его вниз], отчего машина будет подниматься в верхние слои воздуха, с той целью, чтобы можно было обследовать условия [состояние] верхнего воздуха посредством метеорологических машин [приборов], присоединённых к этой аэродромической машине. Машина подвешивалась на шнуре, протянутом по двум блокам, и удерживалась в равновесии грузиками, подвешенными с противоположного конца. Как только пружина заводилась, [машина] поднималась в высоту и потом обещала достижение желаемого действия. Но это действие, по суждению изобретателя, ещё более увеличится, если будет увеличена сила пружины и если увеличить расстояние между той и другой парой крыльев, а коробка, в которой заложена пружина, будет сделана для уменьшения веса из дерева. Об этом он [изобретатель] обещал позаботиться... / № 5 ...Делал опыт машины, которая бы, поднимаясь кверху сама, могла поднять с собою маленький термометр, дабы узнать градус теплоты на вышине, которая хотя с лишком на два золотника облегчилась, однако к желаемому концу не приведена. » Оригинальной аэродромической машины не сохранилось, имеющиеся в музеях модели являются реконструкциями.
География, навигация и геология Ломоносов возглавлял географический департамент АН, руководил работой по созданию географического атласа, восстановил глобус после пожара, создал циркумполярную карту.
Определяя географию как комплексную науку, большую часть выводов Ломоносов обосновывал по частным направлениям: в учениях об атмосфере, гидросфере, криосфере, каменной оболочке. Он пришёл к выводу о трёхслойности атмосферы. В нижнем слое протекают наиболее значительные изменения, отражающиеся на поверхности планеты. В частности, Ломоносовым сформулировано представление о конвективных, то есть восходящих и нисходящих токах воздуха и связанных с ними электрических явлениях. Средний слой отличается постоянством низкой температуры. Верхний не зависит от земной поверхности. Ломоносов обосновывал формирование морского и континентального климата, влияние высоты места на климатические условия и, естественно, отдавал должное влиянию широты местности в процессах климатообразования.
Ломоносов дал классификацию природных льдов, обосновал различия температуры льдообразования воды с различной минерализацией.
Ломоносов справедливо предположил наличие постоянного перемещения льдов из восточных секторов Арктики в сторону Атлантики.
Наиболее полное представление Ломоносова о строении земной поверхности и преобразованиях лика земного содержится в его работе «О слоях земных»[101], которую называют началом русской научной геологии[102]. Ломоносовым выдвинута гипотеза о существовании зон с быстрыми и медленными вертикальными движениями земной тверди в зависимости от силы «внутреннего огня», о первостепенном вкладе этих движений в происхождение крупнейших неровностей земной поверхности.
Ломоносов решительно был настроен на существенное совершенствование карт и атласов страны. Ломоносов сам принимал участие в составлении карт. В частности, им была подготовлена карта Арктики как обширного океанического пространства с предполагаемым положением берегов Северной Америки.
Ломоносов выдвинул идею систематического обновления географических карт через каждые 20 лет. В обновлении нуждался и Академический атлас. Ломоносов считал необходимым, чтобы в новом атласе были отражены явления социально-экономического характера. Материалы для атласа предполагалось в краткий срок собрать с помощью «географических запросов», разосланных в 1760 году по губерниям и уездам. В анкете содержалось 30 вопросов, десять из которых относились к физической географии, остальные — к экономической и природопользованию.
Ломоносов ввёл в научный оборот термины «экономическая география» и «экономическая ландкарта». Он глубоко интересовался демографией — этой теме посвящено его сочинение «О сохранении и размножении российского народа».
Смерть и наследие Вклад Ломоносова в такие науки, как физика, химия, география, астрономия, минералогия, почвоведение, геология, картография, геодезия, метеорология очень велики. Литературное творчество Ломоносова содержит произведения на разных языках. Это «История Российская», трагедии «Тамара и Селим», «Демофонт» и многие стихотворения Ломоносова.
В 1754 году он разработал проект Московского университета, названный позже в его честь университетом Ломоносова. Кроме того, краткая биография Ломоносова знаменательна открытием закона сохранения материи, написанием работ по теории цвета, построением множества оптических приборов. Большой вклад Ломоносов внес также в историю. Ученый создал «Краткий российский летописец с родословием», где описал главные события истории России с 862 по 1725 год. Это издание облегчило работу с историческими документами и стало очень популярно среди читателей. Смерть настигла Михаила Ломоносова в возрасте 54 лет. Умер великий ученый от воспаления легких 4 (15) апреля 1765 года и был похоронен на Лазаревском кладбище в Санкт-Петербурге.
Интерес к грандиозному наследию русского гения не ослабевает и в наши дни.
Кадахта
:Ольга Золотуева (Ушакова)
В соответствии с указом президента РФ В.
В. Путина 2021 год объявлен в России Годом науки и технологий. Одна из его заявленных задач — широко рассказать о российских достижениях в сфере науки и технологий, популяризировать имена крупнейших учёных в различных областях науки.
Михаил Васильевич Ломоносов — творец российской науки и искусства
Памятник М. В. Ломоносову в Москве работы С. Д. Меркулова
«Михаил Васильевич Ломоносов — творец российской науки и искусства», посвященной 300-летию со дня рождения великого ученого.
Михаи́л Васи́льевич Ломоно́сов (8 [19] ноября 1711[9], деревня Мишанинская[5] (ныне — село Ломоносово), Архангелогородская губерния, Русское царство — 4 [15] апреля 1765, Санкт-Петербург, Российская империя) — первый крупный русский учёный-естествоиспытатель.
Яркий пример «универсального человека» (лат. homo universalis): энциклопедист, физик и химик (он вошёл в науку как первый химик, который дал физической химии определение, весьма близкое к современному, и предначертал обширную программу физико-химических исследований; его молекулярно-кинетическая теория тепла во многом предвосхитила современное представление о строении материи и многие фундаментальные законы, в числе которых одно из начал термодинамики.
Основоположник научного мореплавания и физической химии; заложил основы науки о стекле.
Астроном (открыл наличие атмосферы у планеты Венеры, приборостроитель, географ, металлург, геолог. Он же поэт, художник, филолог, генеалог, историограф; поборник развития отечественных науки, экономики, образования (разработал проект Московского университета, впоследствии названного в его честь). Внёс также большой вклад в развитие риторики.
Статский советник, профессор химии (1745), действительный член Санкт-Петербургской Императорской академии наук (1745) и почётный член Королевской Шведской и Болонской академий наук.
Очень любопытны документы из архива Чичаговых, связанные с подготовкой Михаилом Васильевичем экспедиции адмирала Василия Чичагова. Ее целью было основательное изучение Северного морского пути.
Детство
Родился 8 (19) ноября 1711 года в деревне Мишанинской Куростровской волости Двинского уезда Архангелогородской губернии (Архангельская область) в зажиточной семье Василия Дорофеевича (1681—1741) и дочери просвирницы погоста Николаевских Матигор, Елены Ивановны (урождённой Сивковой) (? — 1720) Ломоносовых. Отец, по отзыву сына, был по натуре человек добрый, но «в крайнем невежестве воспитанный»
Мать М. В. Ломоносова умерла очень рано, когда ему было девять лет. В 1721 году отец женился на Феодоре Михайловне Усковой. Летом 1724 года и она умерла. Через несколько месяцев, возвратившись с промыслов, отец женился в третий раз — на вдове Ирине Семёновне (в девичестве Корельской). Для тринадцатилетнего Ломоносова третья жена отца оказалась «злой и завистливой мачехой»
Михаил начал помогать отцу с десяти лет. Вместе они ходили рыбачить в Белое море и до Соловецких островов. Нередкие опасности плавания закаляли физические силы юноши и обогащали его ум разнообразными наблюдениями. Влияние природы русского севера легко усмотреть не только в языке М. В. Ломоносова, но и в его научных интересах: «вопросы северного сияния, холода и тепла, морских путешествий, морского льда, отражения морской жизни на суше — всё это уходит далеко вглубь, в первые впечатления молодого помора».
Образование в Москве и Киеве (1731—1735)
В декабре 1730 года 19-летний Михаил отправляется вместе с рыбным обозом из Холмогор в Москву. Путешествие в Москву выглядело как бегство, поскольку будущий учёный покинул дом ночью, тайно, ни с кем не простившись. Долгое время его считали беглым. Ломоносов взял с собой, помимо одежды (две рубахи и тулуп), лишь подаренные ему соседом «Грамматику» Смотрицкого и «Арифметику» Магницкого. Отправился он пешком, нагнав караван лишь на третий день, и упросил рыбаков разрешить ему идти вместе с ними. Путешествие до Москвы заняло три недели, и в начале января 1731 года Ломоносов прибыл в Москву.
Чтобы поступить в «Спасские школы», то есть в Славяно-греко-латинскую академию, Ломоносову пришлось подделать документы и выдать себя «за сына холмогорского дворянина».
В письме И. И. Шувалову (10 мая 1753 года) он вспоминает обстоятельства своей жизни того времени и рассказывает о страстной тяге своей к учёбе, бедности («один алтын в день») и насмешках малолетних одноклассников.
Ломоносов зарекомендовал себя как прилежный ученик. В библиотеке Заиконоспасского монастыря он читал летописи, патристику и другие богословские книги, — издания светского содержания и философские, и даже — физические и математические сочинения; «находимыя в оной книги утвердили его в языке славянском». Современные исследователи отмечают глубокое знакомство Ломоносова с самыми разными жанрами древнерусской литературы.
В 1734 году Ломоносов отправляется в Киев, где на протяжении нескольких месяцев обучается в Киево-Могилянской академии, но, не найдя там совершенно материалов по физике и математике, он «прилежно перечитывал летописи и творения святых отцов»
Наука о стекле
Основная статья: Наука о стекле в творчестве М. В. Ломоносова
В своей Химической лаборатории М. В. Ломоносов в 1752—1753 годах впервые за всю историю науки читал курс физической химии студентам академического университета. А разрешение на строительство этой лаборатории он смог получить только после трёхлетних усилий — это была первая научно-исследовательская и учебная лаборатория в России.
« ... без лаборатории принуждён только одним чтением химических книг и теориею довольствоваться, а практику почти вовсе оставить и для того от ней со временем отвыкнуть. — М. В. Ломоносов »
В октябре 1748 года, когда она, наконец, была построена, и получила оборудование, изготовленное по чертежам и проектам самого учёного, он начал проводить в ней экспериментальные исследования по химии и технологии силикатов, по обоснованию теории растворов, по обжигу металлов, а также — осуществлял пробы руд.
Здесь он провёл более 4 тысяч опытов. Им разработана технология цветных стёкол (прозрачных и «глухих» — смальт). Эту методику он применил в промышленной варке цветного стекла и при создании изделий из него.
Стекольное производство того времени имело в своём распоряжении весьма скудный ассортимент реактивов, что, конечно, сказывалось на окраске изделий: производившееся Санкт-Петербургским стеклянным заводом было в основном бесцветно, или окрашено в синий и зелёный цвета. Немецкий стеклодел Иоганн Кункель ещё в XVII веке обладал секретом красного стекла — «золотого рубина» (известен ещё в Древнем Риме — включение золота при варке). Но и Кункель унёс в могилу свою тайну. М. В. Ломоносов был одним из первых, кто разгадал эту рецептуру.
Учёный работал со стёклами и другими силикатными расплавами ещё в процессе изучения им технологии горнорудного и металлического дела в Германии. В 1751 году Санкт-Петербургский Стеклянный завод через Академию наук заказал исследования по разработке цветных стёкол М. В. Ломоносову.
Эмпирическая технология стеклоделия тогда применялась только практиками, не владевшими никакими научными методами. М. В. Ломоносов и его однокашник Дмитрий Виноградов, создатель русского фарфора, первыми заявляют о необходимости знания химии для создания стёкол. М. В. Ломоносов сумел доказать необходимость лабораторного и производственного персонала.
Важной стороной ломоносовской методологии явилась присущность ему качеств отличного систематизатора, что сказывалось на теоретической упорядоченности исследований и строго последовательном, контролируемом технологическом цикле.
В четырёхлетних фундаментальных научных исследованиях по химии стекла, проводившиеся М. В. Ломоносовым, и потребовавших упомянутых четыре тысячи опытов, можно наблюдать три крупных этапа:
Расширение ассортимента исходных материалов.
Получение сравнительно чистых разных минеральных красителей — посредством химической обработки природных и искусственных соединений.
Изучение действия красителей на стекло.
Работы проводились на чрезвычайно высоком методическом уровне, для каждого из вышеозначенных факторов производилась большая самостоятельная серия опытов, когда количественное участие его систематически изменялось в очень широких пределах. Были правильно организованы опытные плавки (точные размеры тиглей — современные практически не отличаются от использовавшихся М. В. Ломоносовым); строго соблюдалось единообразие условий опытов; впервые в практике соблюдалась строгая дозировка компонентов; точное навешивание; строгая и аккуратная, контролируемая система хранения тысяч эталонных образцов; регулярное и неукоснительное ведение подробного лабораторного журнала (самим М. В. Ломоносовым); впервые очень чётко сформулирован вопрос о влиянии состава стекла на его свойства. Сейчас целесообразность такой постановки исследования очевидна, но в то время это было новаторством — теоретическая часть особенно интересовала учёного. Он пишет: «…прилагаю я возможное старание, чтобы делать стёкла разных цветов, которые бы помянутым художествам годны были и в том имею нарочитые прогрессы. При всех сих практических опытах записываю и те обстоятельства, которые надлежат до химических теорий».
Одновременно он занимается и теорией цвета, что пребывает в отчётливой связи с настоящими и другими его исследованиями. Он интересовался природой света и цветов с самого начала своей научной деятельности. Тогда же, в ходе размышлений о природе цветов, им был задуман ряд опытов с цветными стёклами. И в согласовании со своими теоретическими исследованиями эти эксперименты М. В. Ломоносов получил возможность проводить с 1748 года в своей Химической лаборатории, когда им были получены такие стёкла, рецептуры которых нашли применение впоследствии, при создании его мозаичных работ. Результатом этого комплекса научных исследований явилось также создание им собственной теории света и цвета, основывающейся на представлении о распространении света посредством колебания частиц эфира, заполняющего мировое пространство (уже в XIX веке академик Б. Б. Голицын назовёт её «теорией волнения».
Множество разнообразно окрашенных стёкол было получено М. В. Ломоносовым при весьма ограниченном наборе элементов, использовавшихся в качестве включений, влиявших на цветность (ныне применяющиеся с этой целью хром, уран, селен, кадмий, попросту ещё не были открыты в то время) — очень искусно варьируя приёмы химической обработки в восстановительных и окислительных условиях при изменении состава стекла за счёт введения свинца, олова, сурьмы и некоторых других веществ.
Богатейшие красные тона получены в результате добавки меди для смальт, называемых мастерами мозаики «скарцетами» и «лаками». Очень большого умения требует их варка, которая до сих пор не всегда бывает успешной. Медь использовалась учёным также для получения зелёных и бирюзовых оттенков. И поныне знатоки мозаичного искусства очень высоко ценят полихромные качества ломоносовских смальт, и многие считают, что таких замечательных красных и зелёных оттенков крайне редко и мало кому удавалось получить.
И вот слова Л. Эйлера, подтверждающие признание роли М. В. Ломоносова в основании науки о стекле — и не только в его отечестве:
« Как я всегда удивляюсь счастливому твоему остроумию, которым в толь разных науках превосходствуешь и натуральныя явления с особливым успехом изъясняешь, так приятно было мне известие... Достойное вас дело есть что вы стеклу возможные цветы дать можете. Здешние химики сие изобретение за превеликое дело почитают. »
В 1753—1754 годах недалеко от Ораниенбаума в деревне Усть-Рудицы Копорского уезда М. В. Ломоносов получает для строительства стекольной фабрики земельный надел, а в 1756 году земли были ему жалованы в вечное пользование. При постройке этой фабрики учёный проявляет свои инженерные и конструкторские способности, начиная с выбора места строительства, расчётов строительных материалов и ориентации на первоклассные ямбургские пески и достаточное количество леса для стеклоплавильных печей и пережигания на золу; — проектирования цехов завода, детальной разработки технологического процесса, конструирования лабораторных и производственных печей, оригинальных станков и инструментов; — и кончая оформлением графических материалов, которые выполняются им также собственноручно или при непосредственном его руководстве. Усть-Рудицкая фабрика представляла собой своеобразное и в полной мере новое стекольное промышленное предприятие, и поскольку руководил ею создатель науки о стекле, ведущее место отведено было лаборатории, причём находившейся в процессе эксперимента и в постоянном совершенствовании. Первоначально на фабрике выпускался только бисер, пронизка, стеклярус и мозаичные составы (смальты). Через год появляются различные «галантерейные изделия»: гранёные камни, подвески, броши и запонки. С 1757 года фабрика начинает выпускать столовые сервизы, туалетные и письменные приборы — всё из разноцветного стекла, по большей части бирюзового. Постепенно, по прошествии нескольких лет, было налажено производство крупных вещей: дутых фигур, цветников, украшений для садов, литых столовых досок.
Эта страница деятельности М. В. Ломоносова — яркий пример органичного сочетания всего разнообразия его способностей: как увлечённого учёного-теоретика, в совершенстве владеющего экспериментом, практика, очень удачно реализующего найденное в ходе расчётов и опытов, умелого организатора производства, вдохновенного художника-дилетанта, наделённого природным вкусом, умеющего с толком применить свои познания и в этой области. Но и сим не исчерпывается многосторонняя творческая натура — М. В. Ломоносов написал беспрецедентное поэтическое произведение, единственное в своём роде; имеется в виду объём версификации, посвящённой одному предмету, в данном случае, веществу и материалу — стеклу — почти 3 тысячи слов (около 15 тысяч знаков) составило его «Письмо о пользе Стекла к высокопревосходительному господину генералу-поручику действительному Ея Императорскаго Величества камергеру, Московскаго университета куратору, и орденов Белаго Орла, Святаго Александра и Святыя Анны кавалеру Ивану Ивановичу Шувалову, писанное в 1752 году»…
«
Неправо о вещах те думают, Шувалов,
Которые Стекло чтут ниже Минералов,
Приманчивым лучем блистающих в глаза:
Не меньше польза в нём, не меньше в нём краса.
...
Далече до конца Стеклу достойных хвал,
На кои целый год едва бы мне достал.
Затем уже слова похвальны оставляю
И что о нём писал, то делом начинаю.
»
Астрономия, опто-механика и приборостроение
26 мая 1761 года, наблюдая прохождение Венеры по солнечному диску, М. В. Ломоносов обнаружил наличие у неё атмосферы.
« При выступлении Венеры из Солнца, когда передний её край стал приближаться к солнечному краю и был (как просто глазом видеть можно) около десятой доли диаметра Венеры, тогда появился на краю Солнца пупырь, который тем явственнее учинился, чем ближе Венера к выступлению приходила. Вскоре оный пупырь потерялся, и Венера оказалась вдруг без края. »
Интересен и другой эффект, наблюдавшийся астрономами с приближением диска Венеры к внешнему краю диска Солнца или при удалении от него. Данное явление, открытое Ломоносовым, не было удовлетворительно истолковано, и его, по всей видимости, следует расценивать как зеркальное отражение Солнца атмосферой планеты — особенно велико оно при незначительных углах скольжения, при нахождении Венеры вблизи Солнца. Учёный описывает его следующим образом:
« Ожидая вступления Венерина на Солнце около сорока минут после предписанного в эфемеридах времени, увидел наконец, что солнечный край чаемого вступления стал неявственен и несколько будто стушёван, а прежде был весьма чист и везде ровен. Полное выхождение, или последнее прикосновение Венеры заднего края к Солнцу при самом выходе, было также с некоторым отрывом и с неясностью солнечного края. »
Труд М. В. Ломоносова «Явление Венеры на Солнце, наблюдённое в Санктпетербургской Императорской Академии Наук Майя 26 дня 1761 года» (Санкт-Петербург: Типография Академии наук, 1761)[83][84] был напечатан на русском и немецком языках (нем. Erscheinung der Venus vor der Sonne beobachtet bei der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften: Aus dem Russischen übersetzt. St. Petersburg, 1761) и, следовательно, были известны в Западной Европе, поскольку публикации Академии рассылались в её крупнейшие научные центры, однако открытие атмосферы на Венере приписывалось И. И. Шрётеру и Ф. В. Гершелю[85]. Председатель Американского химического общества профессор Колумбийского университета А. Смит в 1912 году писал: «Открытие, сделанное при этом Ломоносовым о наличии атмосферы на этой планете, обычно приписывают Шретеру и Гершелю», Любопытно, что сам М. В. Ломоносов этому открытию не придавал большого значения, во всяком случае, оно даже не упомянуто в составленном им списке работ, которые он относил к наиболее важным в своём научном творчестве (см. раздел «Итог»).
Академик С. И. Вавилов, изучавший труды Ломоносова многие годы, сделал вывод, что «…по объёму и оригинальности своей оптико-строительной деятельности Ломоносов был … одним из самых передовых оптиков своего времени и, безусловно, первым русским творческим опто-механиком».
Ломоносовым было сконструировано и построено более десятка принципиально новых оптических приборов[89], создана русская школа научной и прикладной оптики. М. В. Ломоносов создал катоптрико-диоптрическую зажигательную систему; прибор «для сгущения света», названную им «ночезрительной трубой», предназначавшаяся для рассмотрения на море удалённых предметов в ночное время или, как говорится в его статье тому посвящённой «Физическая задача о ночезрительной трубе» (1758) — служившую возможности «различать в ночное время скалы и корабли» — 13 мая 1756 года он демонстрировал её на заседании Академического собрания (этот проект вызвал ряд возражений со стороны академиков С. Я. Румовского, А. Н. Гиршова и Н. И. Попова, а академик Ф. У. Т. Эпинус пытался доказать «невыполнимость на практике» этого изобретения), М. В. Ломоносов до конца своих дней продолжал заниматься созданием приборов для ночных наблюдений, но ему не суждено было увидеть реализацию этой своей идеи — для снаряжённой по его же проекту полярной экспедиции капитана 1 ранга В. Я. Чичагова наряду с другими приборами было собрано 3 ночезрительных трубы[90]; оптической системы, «через которую узнавать можно рефракцию светлых лучей, проходящих сквозь жидкие материи».
М. В. Ломоносовым разработан и построен оптический батоскоп или новый «инструмент, которым бы много глубже видеть можно дно в реках и в море, нежели как видим просто. Коль сие в человеческой полезно, всяк удобно рассудить может». Большой интерес представляет созданная учёным конструкция «горизонтоскопа» — большого перископа с механизмом для горизонтального обзора местности. Также им предложен прибор для качественного определения вязкости жидкостей (вискозиметр)[91]. М. В. Ломоносов — талантливый изобретатель и приборостроитель, в то же время стоит у истоков русской теоретической оптики.
М. В. Ломоносов, хорошо знавший телескопы И. Ньютона и Д. Грегори, предложил свою конструкцию. Он пишет в конце весны — начале лета 1762 года: «Я всегда лелеял желание, чтобы эти превосходные небесные орудия, коих изобретение составляет славу Ньютона и Грегори, не по размерам только, как это обычно происходило, возрастали, но получили и иные, почерпнутые из сокровищ оптики усовершенствования».
Суть и отличие от двух предыдущих предложенного им усовершенствования заключались в том, что новая конструкция имела лишь одно вогнутое зеркало, расположенное под углом около 4° к оси телескопа, и отражённые этим зеркалом лучи попадали в расположенный сбоку окуляр, что позволяло увеличить световой поток. Опытный образец такого телескопа был изготовлен под руководством М. В. Ломоносова в апреле 1762 года, а 13 мая учёный демонстрировал его на заседании Академического собрания. Изобретение это оставалось неопубликованным до 1827 года, поэтому, когда аналогичное усовершенствование телескопа предложил У. Гершель, такую систему стали называть его именем.
Теория электричества и метеорология
В 1752—1753 годах, занимаясь изучением атмосферного электричества, М. В. Ломоносов ставит задачу написания труда, посвящённого общей теории электричества. К работе над латинской рукописью учёный приступил только в апреле 1756 года, но уже в мае переключившись на «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих», — оставляет первую, не завершив.
В незаконченную рукопись «Теории электричества, изложенной математически» исследователем включены отдельные разработанные им на тот момент к настоящему вопросу относящиеся положения: о тождественности атмосферного и искусственного электричества, о предопределяющем электрические явления движении частиц эфира и тому подобные. Рукопись начинается с плана, включающего восемь глав, из коих М. В. Ломоносовым закончена была только первая и частично — вторая. Рассматривая именования шести остальных разделов, можно прийти к выводу о том, что учёный имел в предположении попытку рассмотрения всех известных к тому времени электрических явлений, снабжая их осмыслением, опирающимся на понимание строения вещества в свете корпускулярной теории: «1. Содержит предварительные данные; 2. Об эфире и огне; 3. О строении чувствительных тел; 4. О получении производного электричества; 5. О получении производного электричества; 6. Объяснение искусственных явлений; 7. Объяснение природных явлений; 8.. О будущих успехах учения об электричестве.
В работах М. В. Ломоносова, посвящённых исследованию электричества особенно ценным является направленность их от качественных наблюдений к установлению количественных закономерностей — формированию основ теории электричества. Занимаясь независимо этими исследованиями, он с Г. В. Рихманом и Б. Франклин добились наиболее убедительных результатов.
В ходе этих совместных с М. В. Ломоносовым исследований в 1745 году Г. В. Рихманом разработан первый электроизмерительный прибор экспериментального наблюдения — «электрический указатель», который, в отличие от уже использовавшегося электроскопа, был «снабжён деревянным квадрантом со градусной шкалой для измерения степени электричества» (Г. В. Рихман). «Громовая машина», созданная ими, имела принципиальные различия с приборами других учёных, в том числе и с «электрическим змеем» Б. Франклина, давала возможность стабильного наблюдения при любом изменении электричества, содержащегося в атмосфере при любой погоде.
На очередном торжественном собрании Петербургской Академии Наук академики Г. В. Рихман и М. В. Ломоносов должны были сделать доклад об электричестве. 26 июля 1753 года во время опытов в ходе наблюдения грозовых явлений Г. В. Рихман был убит ударом молнии. Трагические обстоятельства были использованы противниками учёных: советник академической Канцелярии И. Д. Шумахер убедил президента К. Г. Разумовского отменить собрание. Своими энергичными действиями М. В. Ломоносов сумел убедить последнего изменить решение — подготовленный М. В. Ломоносовым латинский текст речи обсуждался на нескольких заседаниях, после которых учёный внёс в неё некоторые изменения.
26 ноября 1753 года им был сделан большой доклад — «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих» и, что немаловажно — на русском.
М. В. Ломоносовым была представлена его строго научная теория атмосферного электричества, которая в полной мере соответствует современным взглядам, данных явлений касающихся. В обстоятельных «Изъяснениях, надлежащих к Слову об электрических явлениях» (неотъемлемой части «Слова», сопровождаемой описанием наблюдений, опытов и пояснением чертежей и рисунков) учёный убедительно показывает, что результаты его самостоятельных исследований и, сделанные на их основе выводы, существенно отличаясь от найденного и показанного Б. Франклином, началом имеют предшествующие тому изыскания, относящиеся к значительно более раннему времени, — «сие слово было уже почти готово, когда я о Франклиновой догадке уведал» — отмечает он; в частности ода «Вечернее размышление о Божием величестве при случае великого северного сияния» (1743), напечатанная в 1747 году в «Риторике», со всей очевидностью указывает на выявленную им природу северного сияния. Далее, в своём письме академику А. Н. Гиршову который, в числе других, указывал на приоритет Б. Франклина, он пишет: «α) …Винить меня не станет никто, так как произведения учёных столь поздно доходят до нас, особенно из Америки. β) Нисхождение верхней атмосферы Франклин только предполагал по догадке; я же вывожу его из внезапного наступления холодной погоды, о чём у Франклина нет никакого упоминания. γ) Я также произвёл расчёт и доказал, что верхний воздух не только может, но и должен стекать вниз, чего у Франклина нет и следа. δ) Мнение Франклина о северном сиянии совершенно расходится с моим. Ведь электрическую материю, необходимую для образования северного сияния, он старается привлечь с тропиков к полюсам; я же нахожу её в изобилии на месте; он не излагает, каким образом это происходит, а мимоходом в нескольких словах намечает свою догадку, а я подробнейшим образом изъясняю свою теорию; он не обосновал никакими аргументами, а я подкрепляю не только аргументами, но и объяснением явления».
Очень важно в рассмотрении М. В. Ломоносовым света и электричества, в контексте его корпускулярно-кинетической теории тепла, единое толкование их волновой природы.
Твёрдая ртуть
В декабре 1759 года М. В. Ломоносов и И. А. Браун первыми получили ртуть в твёрдом состоянии. Но важность этого успеха для М. В. Ломоносова выражалась в большей степени не фактом приоритета, а логикой аргументации ряда положений его корпускулярно-кинетической теории, и последовавшим успехом в классификации веществ — когда учёным первым в январе 1760 года, наряду с решением ряда других задач, была показана электропроводность и «ковкость» ртути, что стало основанием для отнесения этого вещества к металлам.
Прототип вертолёта
В рамках метеоисследований, в том числе измерений на разных высотах (температура, давление и т. д.), М. В. Ломоносов, независимо от идеи Леонардо да Винчи, чьи труды найдены много позже, разработал летательный аппарат вертикального взлёта — первый прототип вертолёта с двумя (предположительно соосными винтами. Однако он не подразумевал пилотируемых полётов — только подъём метеоприборов.
Документы показывают, что учёный сделал его действующую модель.По протоколу конференции Академии Наук (1754, июля 1; перевод с латинского) и в отчёте М. В. Ломоносова о научных работах в 1754 году (1755):
« № 4...Высокопочтенный советник Ломоносов показал изобретённую им машину, называемую им аэродромической [воздухобежной], которая должна употребляться для того, чтобы с помощью крыльев, движимых горизонтально в различных направлениях силой пружины, какой обычно снабжаются часы, нажимать воздух [отбрасывать его вниз], отчего машина будет подниматься в верхние слои воздуха, с той целью, чтобы можно было обследовать условия [состояние] верхнего воздуха посредством метеорологических машин [приборов], присоединённых к этой аэродромической машине. Машина подвешивалась на шнуре, протянутом по двум блокам, и удерживалась в равновесии грузиками, подвешенными с противоположного конца. Как только пружина заводилась, [машина] поднималась в высоту и потом обещала достижение желаемого действия. Но это действие, по суждению изобретателя, ещё более увеличится, если будет увеличена сила пружины и если увеличить расстояние между той и другой парой крыльев, а коробка, в которой заложена пружина, будет сделана для уменьшения веса из дерева. Об этом он [изобретатель] обещал позаботиться... / № 5 ...Делал опыт машины, которая бы, поднимаясь кверху сама, могла поднять с собою маленький термометр, дабы узнать градус теплоты на вышине, которая хотя с лишком на два золотника облегчилась, однако к желаемому концу не приведена. »
Оригинальной аэродромической машины не сохранилось, имеющиеся в музеях модели являются реконструкциями.
География, навигация и геология
Ломоносов возглавлял географический департамент АН, руководил работой по созданию географического атласа, восстановил глобус после пожара, создал циркумполярную карту.
Определяя географию как комплексную науку, большую часть выводов Ломоносов обосновывал по частным направлениям: в учениях об атмосфере, гидросфере, криосфере, каменной оболочке. Он пришёл к выводу о трёхслойности атмосферы. В нижнем слое протекают наиболее значительные изменения, отражающиеся на поверхности планеты. В частности, Ломоносовым сформулировано представление о конвективных, то есть восходящих и нисходящих токах воздуха и связанных с ними электрических явлениях. Средний слой отличается постоянством низкой температуры. Верхний не зависит от земной поверхности. Ломоносов обосновывал формирование морского и континентального климата, влияние высоты места на климатические условия и, естественно, отдавал должное влиянию широты местности в процессах климатообразования.
Ломоносов дал классификацию природных льдов, обосновал различия температуры льдообразования воды с различной минерализацией.
Ломоносов справедливо предположил наличие постоянного перемещения льдов из восточных секторов Арктики в сторону Атлантики.
Наиболее полное представление Ломоносова о строении земной поверхности и преобразованиях лика земного содержится в его работе «О слоях земных»[101], которую называют началом русской научной геологии[102]. Ломоносовым выдвинута гипотеза о существовании зон с быстрыми и медленными вертикальными движениями земной тверди в зависимости от силы «внутреннего огня», о первостепенном вкладе этих движений в происхождение крупнейших неровностей земной поверхности.
Ломоносов решительно был настроен на существенное совершенствование карт и атласов страны. Ломоносов сам принимал участие в составлении карт. В частности, им была подготовлена карта Арктики как обширного океанического пространства с предполагаемым положением берегов Северной Америки.
Ломоносов выдвинул идею систематического обновления географических карт через каждые 20 лет. В обновлении нуждался и Академический атлас. Ломоносов считал необходимым, чтобы в новом атласе были отражены явления социально-экономического характера. Материалы для атласа предполагалось в краткий срок собрать с помощью «географических запросов», разосланных в 1760 году по губерниям и уездам. В анкете содержалось 30 вопросов, десять из которых относились к физической географии, остальные — к экономической и природопользованию.
Ломоносов ввёл в научный оборот термины «экономическая география» и «экономическая ландкарта». Он глубоко интересовался демографией — этой теме посвящено его сочинение «О сохранении и размножении российского народа».
Смерть и наследие
Вклад Ломоносова в такие науки, как физика, химия, география, астрономия, минералогия, почвоведение, геология, картография, геодезия, метеорология очень велики. Литературное творчество Ломоносова содержит произведения на разных языках. Это «История Российская», трагедии «Тамара и Селим», «Демофонт» и многие стихотворения Ломоносова.
В 1754 году он разработал проект Московского университета, названный позже в его честь университетом Ломоносова. Кроме того, краткая биография Ломоносова знаменательна открытием закона сохранения материи, написанием работ по теории цвета, построением множества оптических приборов.
Большой вклад Ломоносов внес также в историю. Ученый создал «Краткий российский летописец с родословием», где описал главные события истории России с 862 по 1725 год. Это издание облегчило работу с историческими документами и стало очень популярно среди читателей.
Смерть настигла Михаила Ломоносова в возрасте 54 лет. Умер великий ученый от воспаления легких 4 (15) апреля 1765 года и был похоронен на Лазаревском кладбище в Санкт-Петербурге.
Интерес к грандиозному наследию русского гения не ослабевает и в наши дни.