История 2 «Одна без другой в совершенстве быть не могут»
Для доказательства справедливости своих научных взглядов М.В. Ломоносов использовал физические и химические опыты, проводимые им в своей химической лаборатории. Можно сказать, что его лаборатория явилась прообразом всех научно-исследовательских учреждений будущего. Ее основание означало начало нового этапа в изучении самой Природы и ее составляющих. Аналогичная лаборатория была построена лишь спустя 75 лет (!) в Гессене немецким профессором химии Ю. Либихом.
Дом с домашней лабораторией в Санкт-Петербурге, на Мойке Михаил Васильевич Ломоносов выстроил в 1756 году. Тут же разместилась оптическая мастерская, где по его проектам мастера изготовляли разные приборы, телескопы, микроскопы, перископы, мореходные и другие инструменты. А за два года до того, в 1753 г. М.В. Ломоносов в дар от дочери Петра I, Императрицы Елизаветы Петровны получает поместье в Усть-Рудицах, что в 64 верстах от северной столицы. Там расположатся стекольная фабрика для изготовления цветных мозаичных стекол, бисера и стекляруса. Причем все станки для изготовления сих изделий великий ученый придумает сам, составляя подробные чертежи. Любопытно, что ряд машин и приспособлений станут приводиться в движение водяной мельницей.
Императрица Екатерина II у М.В. Ломоносова. Художник Иван Федоров
Михаил Васильевич Ломоносов был величайшим новатором в истории химии. И он же впервые стал называть химию наукой, в то время как западноевропейские химики еще определяли ее как «искусство разложения тел смешанных на их составные части или искусство соединения составных частей в тела», – как писал Георг Шталь в своих «Основаниях химии» (1723). В то время Ломоносов последовательно и плодотворно внедрял в науку анатомические представления, и, перестраивая физику, создавал и закладывал основы новой науки – физической химии.
Для М.В. Ломоносова химия – «наука изменений» – учение о процессах, происходящих в телах. В отличие от своих предшественников – философов-атомистов, гений отечественной науки создает методы химического исследования; проводит проверку химических опытов своих коллег; рассуждает о важности проведения опытов в вакууме; стремится еще и «сверх сего к химическим опытам присовокуплять, где возможно, оптические, магнитные и электрические опыты». Русский ученый в буквальном смысле наметил план работ на десятки лет вперед!
Как известно, именно в химической лаборатории впервые стали изготовляться стекла, окрашенные в множество оттенков цветовой гаммы, предназначенные для уникальных мозаичных картин. Там же, в лаборатории, «трудясь многими опытами, кроме других исследований, изобрели фарфоровую массу» (в совместном проекте с химиком Виноградовым). Там же исследовались образцы пород, присылаемых со всех концов необъятной Российской Империи, в том числе – с Урала, Севера и Дальнего Востока.
В те годы самой разработанной частью естествознания была механика. И М.В. Ломоносов впервые внедрил в химию метод точных количественных измерений, служивший прекрасной основой для многих разработок механики.
Для успешных исследований Ломоносов использовал весы; в 1745 г. он писал: «При всех помянутых опытах буду я примечать и записывать не токмо самые действия, вес или меру употребляемых к тому материй и сосудов, но и все окрестности, которые надобно быть покажутся». Формулируя тем самым принципы весового и объемного анализа. Известно, что лаборатория Ломоносова располагала целым набором различных весов. Здесь были большие «пробные весы в стеклянном футляре», пробирные весы серебряные, несколько ручных аптекарских весов с медными чашками, обычные торговые весы для больших тяжестей, однако отличавшиеся большой точностью. Точность, с какой страстный новатор производил взвешивания при своих опытах, достигала 0,0003 грамма.
Для развития химической науки введение, казалось бы, простого и всем нам понятного метода количественных измерений, явилось огромным и успешным шагом.
Зарубежная наука приписывает создание метода количественных измерений в химии Лавуазье и Гей-Люссаку, хотя Ломоносов опередил этих ученых на многие и многие годы!
О французском химике, члене Парижской Академии наук Антуане Лоране Лавуазье нами уже упоминалось. Можно лишь добавить, что судьба его незавидна: за умение зарабатывать деньги (которые по большей части ученый вкладывал в создание своей лаборатории и проведение научных исследований), сей адъюнкт и обладатель Золотой медали Парижской Академии наук был в 1794 году… казнен французскими недоумками-революционерами. Подобная судьба через столетия постигнет многих русских ученых, растерзанных революционными большевистскими и чекистскими бандами.
Полет пилотируемого воздушного шара, наполненного водородом. Шар был запущен в саду Тюильри в Париже 1 декабря 1783 г. Пассажирами были Жак Шарль и его помощник М.-Н. Робер
Что касается другого французского физика и химика, профессора Жозефа Луи Гей-Люссака (1778–1850) и также члена Парижской академии наук (1806), то его судьба много счастливее предшественника. Он даже был членом палаты депутатов (1831–1839), успел поработать профессором химии в Парижском ботаническом саду (с 1832) и проделать несколько полетов на воздушном шаре (два – в 1804), но после полетов нашего соотечественника Я.Д. Захарова – русского химика, академика Русской Императорской Академии наук в Санкт-Петербурге. К слову сказать, Яков Дмитриевич Захаров (1765–1836), разделяя взгляды Ломоносова, одним из первых в Российской Империи начал читать курс химии с позиций, отрицающих существование флогистона. Он всего на два месяца опередил Гей-Люссака, поднявшись в воздушное пространство на шаре для научных наблюдений и экспериментов в высоких слоях атмосферы, и тем самым показал пример. Полёт выдающегося русского химика Захарова положил начало научному воздухоплаванию!
Русский химик, воздухоплаватель Яков Дмитриевич Захаров
Уже говорилось, что Михаил Васильевич Ломоносов создавал и закладывал основы новой науки – физической химии. «Химик, – писал он, – без знания физики подобен человеку, который всего искать должен ощупом. И эти две науки так соединены между собою, что одна без другой в совершенстве быть не могут». «Физическая химия есть наука, объединяющая на основании положений и опытов физических причину того, что происходит через химические операции в сложных телах», – так в 1752 г. Ломоносов дал четкое определение важнейшего раздела химии.
В 1887 г. в Лейпциге начинают читать курс физической химии. Этот год считается… датой возникновения данной науки!
Хотя в подтверждение своих слов незаурядный гений Ломоносов вплоть до 1753 г. читал студентам лекции по физической химии, на которых проводил многочисленные опыты! Программой опытов ученого было предусмотрено подробное исследование кристаллизации; определение удельных весов; сил сцепления твердых и жидких тел; изучение разнообразных растворов, а именно: «застудневание растворов, сцепление студней», т. е. по нынешнему определению – коллоидных состояний.
В программе опытов ученый предусмотрел также и электрохимические и термохимические исследования. Важно указать, что учение о тепловых эффектах при химических превращениях, проведенное в стенах химической лаборатории Ломоносова, переросло затем в самостоятельную отрасль науки – термохимию. Подталкиваемый гением Ломоносова, ее проработал и обосновал русский ученый первой половины XIX в. академик Г.И. Гесс. Химик и член Академии наук Санкт-Петербурга Герман Иванович Гесс (1802–1850) открыл основной закон термохимии (1840), носящий его имя, согласно которому тепловой эффект реакции зависит лишь от начального и конечного состояний системы и не зависит от промежуточных состояний и путей перехода.
Через более чем 100 лет после зачина Ломоносова относительно новой науки, курс физической химии стал читать в Харьковском университете профессор и будущий академик великий Н.Н. Бекетов (1827–1911), организовав отделение физико-химических наук и физико-химический практикум (1859–1887). Чтобы затем переехать в Санкт-Петербург (1886), работать в химической лаборатории и отдавать свои знания, преподавая на Высших женских курсах (!).
А еще через год его практический опыт повторили в Лейпциге…
Николай Николаевич Бекетов на годы опередил иностранных коллег.
Но мысль Михаила Васильевича Ломоносова, как всегда, опередила Пространство и Время.