Михаил Ломоносов
Шрифт:
Низвержение флогистона
В солидной работе итальянского ученого Микеле Джуа (1966) сделано признание, редкое для иностранных специалистов: «Еще задолго до Лавуазье Ломоносов высказал идею, согласно которой увеличение веса, проявляющееся при обжиге металлов, следует приписать частицам воздуха. В противоположность Лавуазье, считавшего теплоту весомой, Ломоносов утверждал, что она представляет собой форму движения. Он высказал также оригинальные идеи относительно корпускулярного строения материи».
Возможно, Джуа не знал, как Ломоносов пришел к своим идеям, а поэтому
Эта концепция предполагает, что в горючих телах присутствует особая субстанция. Некогда ее называли «жирной землей», по-видимому, по аналогии с нефтью. Затем ввели в научный обиход под звучным именем флогистона. (Порой ученых завораживает какой-либо термин, словно его имя уже само по себе объясняет суть явления.)
Выдающийся английский химик и физик Роберт Бойль (1627–1691) постарался построить химию на научных основах. Он исходил из гипотезы атомного строения вещества и стремился не принимать идеи на веру, а обосновывать их на опыте. Характерное заглавие одной из его книг: «Химик-скептик».
В 1673 году Бойль провел серию опытов, изучая изменение металлов при обжиге: брал стеклянные реторты, клал в них свинец (или олово), заплавлял герметически горлышко сосудов и взвешивал их. Затем два-три часа нагревал такую реторту на огне. Свинец переходил в окалину. Когда реторту открывали, воздух с шумом врывался в нее. Это Бойль считал убедительным доказательством герметичности сосуда.
После вторичного взвешивания обнаруживалась прибыль веса. Откуда она взялась? Бойль сделал вывод: происходит соединение с металлом «весомой части пламени материи огня». Что это за «материя огня», оставалось неизвестным. Г.Э. Шталь предложил именовать ее флогистоном. Позже этот гипотетический флюид называли теплородом.
Почему же с добавлением флогистона вес металла увеличивается? И тут решение нашлось: «воспламеняющаяся» субстанция имеет отрицательный вес. По этой причине, например, пламя огня стремится вверх.
Идея оригинальная, логика четкая. Осталось выделить флогистон в чистом виде. Но это никак не удавалось. Обнаружился только странный факт: два члена Флорентийской академии, нагревая алмаз при помощи зажигательного стекла, обнаружили, что он исчезает без остатка! Выходит, самый твердый минерал целиком состоит из флогистона?
В этом усомнился известный французский химик, современник Ломоносова, Пьер Жозеф Макер. В его лаборатории был произведен опыт в присутствии зрителей. Парижский ювелир во имя науки решил пожертвовать тремя алмазами. Их поместили в герметически закрытый тигель. После прокаливания тигель открыли. Алмазы остались невредимыми.
Как объяснить этот эксперимент? Просто: «воспламеняющаяся» субстанция не улетучилась, вот и все! Ведь то же происходит и с металлами в закрытом сосуде.
Опыты проводились тщательно, неоднократно проверялись и подтверждались. Казалось бы, теория флогистона непоколебима.
В этом усомнился Михаил Ломоносов. У него был свой взгляд на причину тепла, горения: это — результат движения и столкновения
Первая часть высказывания формулирует так называемую «бритву Оккама», средневекового английского философа. Во второй части — сомнение в теории флогистона. В другой заметке писал: «Свет есть материя». По-видимому, он разделял корпускулярную теорию света Ньютона.
Исходя из своих научно-философских представлений, с учетом знания научных экспериментов, он изложил в 1743 году «Опыт теории о нечувствительных частицах тел и вообще о причинах частных качеств». В нем высказал мысль о существовании абсолютной температуры, при которой прекращается внутренне движение атомов данного вещества: «Величайший холод в теле — абсолютный покой материи; если есть хоть где-либо малейшее движение, то имеется и теплота».
Это — замечательное открытие! Только в середине XIX века английский физик В. Томсон (лорд Кельвин) ввел в науку понятия абсолютной шкалы температур и абсолютного нуля.
В этой же работе Ломоносов неявно опроверг теорию флогистона и теплорода: «Теплота состоит во внутреннем движении тел». Эту мысль он повторил несколько раз. В диссертации «О причинах тепла и холода», представленной в том же году, он с полной определенностью усомнился в теории флогистона. 25 января 1744 года получил резолюцию академиков: «Намерения и прилежания г. адъюнкта заслуживают похвалы… но кажется, что он слишком поспешно приступил к делу, которое видится превосходящим его силы… Равным образом было высказано мнение, что г. адъюнкту не следует стараться о порицании трудов Бойля, пользующихся, однако, славою в ученом мире».
Диссертацию возвратили автору для исправлений. Можно еще кое-как согласиться с мнением академиков о недостаточно обоснованном выводе Ломоносова. Однако ссылка на авторитет Бойля свидетельствует о религиозном, а не научном подходе к оценке теорий. Ученым свойственна, к сожалению, вера в теории, превращенные в догмы.
Ломоносов превосходно освоил научный метод. Но не обучать же этому почтенных академиков! Пришлось учесть их несправедливую критику. В диссертации на получение профессорского звания «О светлости металлов» он стал ссылаться на «горючую материю», чем вполне удовлетворил критиков.
Позже в статье «Размышления о причине теплоты и холода» (написана в 1747 году, напечатана в 1750-м) он опроверг теорию флогистона. Сделал вывод из философских рассуждений: «Теплота состоит во внутреннем движении материи». Вновь упомянул об абсолютной температуре: «Хотя высшая степень холода возможна (то есть абсолютный нуль — Р.Б.), однако, по имеющимся данным, таковая на земном шаре нигде не бывает».
«В наше время, — писал он, — причина теплоты приписывается особой материи, называемой большинством теплотворной, другими — эфирной, а некоторыми — элементарным огнем…