Ломоносов о пользе химии ломоносов
Среди всех наук, которыми занимался энциклопедист Ломоносов, первое место объективно принадлежит химии: 25 июля 1745 года специальным указом Ломоносову было присвоено звание профессора химии (то, что сегодня называется академиком – тогда такого звания просто ещё не было).
Ломоносов подчёркивал, что в химии «высказанное должно быть доказываемо», поэтому он добивался издания указа о строительстве первой в России химической лаборатории, которое было завершено в 1748 году. Первая химическая лаборатория в Российской академии наук – это качественно новый уровень в её деятельности: впервые в ней был осуществлён принцип интеграции науки и практики. Выступая на открытии лаборатории, Ломоносов сказал: «Изучение химии имеет двоякую цель: одна – усовершенствование естественных наук. Другая – умножение жизненных благ».
Среди множества исследований, выполненных в лаборатории, особое место занимали химико-технические работы Ломоносова по стеклу и фарфору. Он провел более трёх тысяч опытов, давших богатый экспериментальный материал для обоснования «истинной теории цветов». Сам Ломоносов не раз говорил, что химия – его «главная профессия».
Ломоносов читал в лаборатории лекции студентам, учил их экспериментальному мастерству. Фактически это был первый студенческий практикум. Лабораторным опытам предшествовали теоретические семинары.
Уже в одной из своих первых работ – «Элементы математической химии» (1741) Ломоносов утверждал: «Истинный химик должен быть теоретиком и практиком, а также философом». В те времена химия трактовалась как искусство описывать свойства различных веществ и способы их выделения и очистки. Ни методы исследования, ни способы описания химических операций, ни стиль мышления химиков того времени не удовлетворяли Ломоносова, поэтому он отошел от старого и наметил грандиозную программу преобразования химического искусства в науку.
В 1751 году на Публичном собрании Академии наук Ломоносов произнёс знаменитое «Слово о пользе химии», в котором изложил свои взгляды, отличные от господствующих, на задачи и значение химии для химических производств. То, что задумал свершить Ломоносов, было грандиозным по своему новаторскому замыслу: он хотел всю химию сделать физико-химической наукой и впервые особо выделил новую область химического знания – физическую химию. Он писал: «Я не токмо в разных авторах усмотрел, но и собственным искусством удостоверен, что химические эксперименты, будучи соединены с физическими, особливые действия показывают». Он впервые стал читать студентам курс по «истинной физической химии», сопровождая его демонстрационными опытами.
В 1756 году в химической лаборатории Ломоносов провел серию опытов по кальцинации (прокаливанию) металлов, о которых писал: «…деланы опыты в заплавленных накрепко стеклянных сосудах, чтобы исследовать, прибывает ли вес от чистого жару; оными опытами нашлось, что славного Роберта Бойля мнение ложно, ибо без пропущения внешнего воздуха вес сожженного металла остается в одной мере…». В результате Ломоносов на конкретном примере применения всеобщего закона сохранения доказал неизменность общей массы вещества при химических превращениях и открыл основной закон химической науки – закон постоянства массы вещества. Так Ломоносов впервые в России, а позднее Лавуазье во Франции окончательно превратили химию в строгую количественную науку.
Многочисленные опыты и материалистический взгляд на явления
природы привели Ломоносова к идее о «всеобщем законе природы».
В письме к Эйлеру в 1748 году он писал: «Все встречающиеся в при роде изменения происходят так, что если к чему-либо нечто прибавилось, то это отнимается у чего-то другого. Так, сколько материи прибавляется к какому-нибудь телу, столько же теряется у другого. Так как это всеобщий закон природы, то он распространяется и на правила движения: тело, которое возбуждает своим толчком другое к движению, столько же теряет от своего движения, сколько сообщает другому, им двинутому». Через десять лет он изложил этот закон на собрании Академии наук, а в 1760 году опубликовал в печати. В упомянутом выше письме Эйлеру Ломоносов сообщил ему, что этот очевидный закон природы некоторые члены Академии ставят под сомнение. Когда директор академической Канцелярии Шумахер, без согласования с Ломоносовым, направил ряд работ Ломоносова, представленных к печати, на отзыв к Эйлеру, ответ великого математика был восторженным: «Все сии сочинения не токмо хороши, но и превосходны – писал Эйлер, – ибо он (Ломоносов) изъясняет физические материи, самые нужные и трудные, кои совсем неизвестны и невозможны были к толкованию самым остроумным ученым людям, с таким основательством, что я совсем уверен в точности его доказательств. При сем случае я должен отдать справедливость господину Ломоносову, что он одарован самым счастливым остроумием для объяснения явлений физических и химических. Желать надобно, чтобы все прочие Академии были в состоянии показать такие изобретения, которые показал господин Ломоносов».
Ломоносов и химия
Ломоносов был одним из величайших новаторов в истории химии всех времен. Он по-новому осознал роль и значение химии, ее место среди наук, изучающих природу. ”Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие…”, — говорил великий учёный. Ломоносов считал химию своей “главной профессией”, причем развитие химии, по мнению ученого, должно было помочь решению практических задач.”Истиный химик должен быть теоретиком и практиком”, — писал он.
Ломоносов имел отчетливое представление о химически чистом веществе и реактиве, о чем почти не помышляли западные химики и отчего происходила постоянная путаница в опытах. Ломоносов же еще в 1745 году, составляя план химической лаборатории, выдвигал непременным условием для успешного исследования наличие химически чистых веществ и реактивов.”Нужные и в химических трудах употребительные материи сперва со всяким старанием вычистить, чтобы в них никакого постороннего примесу не было, от которого в других действах обман быть может”.
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 же, с какой Ломоносов производил взвешивания при своих химических опытах, достигала, в переводе на современные меры, 0.0003 грамма. В своей лаборатории Ломоносов вел большую исследовательскую и научно-техническую работу, выполняя поручения различных ведомств. Он производил анализы минералов и образцов руд, присылаемых со всех концов России, в том числе и с нашего Севера. Так, в 1752 году он пробовал “признаки руд”, найденных дьячком Семеном Пономаревым из Троицкого погоста Устюжского уезда.
Ломоносов был создателем многих химических производств (неорганических пигментов, глазурей, стекла, фарфора). Он разработал технологию и рецептуру цветных стекол, которые употреблял для создания мозаичных картин; изобрел фарфоровую массу. Учёный занимался анализом руд, солей и других продуктов. В труде “Первые основания металлургии, или рудных дел” (1763 г.) он рассмотрел свойства различных металлов, дал их классификацию и описал способы получения. Ломоносов рассмотрел вопросы образования в природе различных минералов и нерудных тел, высказал идею биогенного происхождения гумуса почвы. Доказывал органическое происхождение нефтей, каменного угля, торфа и янтаря. Им описаны процессы получения железного купороса, меди из медного купороса, серы из серных руд, квасцов, серной, азотной и соляной кислот.
Ломоносов обратил внимание (1756 г.) на основополагающее значение закона сохранения массы вещества в химических реакциях; изложил (1741-1750 гг.) основы своего корпускулярного (атомно-молекулярного) учения, получившего развитие лишь спустя столетие; выдвинул (1744-1748 гг.) кинетическую теорию теплоты; обосновал (1747-1752 гг.) необходимость привлечения физики для объяснения химических явлений и предложил для теоретической части химии название “физическая химия”, а для практической части — “техническая химия”. До 1748 г. Ломоносов занимался преимущественно физическими исследованиями, а в период 1748-1757 гг. его работы посвящены главным образом решению теоретических и экспериментальных вопросов химии. Развивая атомистические представления, он впервые высказал мнение о том, что тела состоят из “корпускул”, а те в свою очередь из “элементов”.
В своём знаменитом “Слове о пользе химии” (1751 г.), произнесённом на публичном собрании Академии наук, Ломоносов ещё раз подчеркнул, что для успеха химической науки “требуется весьма искусный химик и глубокий математик в одном человеке…“, “химия руками, математика очами физическими по справедливости называться может…”. Ломоносов был автором первого в мире “Курса истинной физической химии” (1752-1754 гг.): “Физическая химия есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях”. Он верно понял, насколько важно использовать физические знания и методы при изучении химии. В 1752-1753 гг. он читал для студентов курс “Введение в истинную физическую химию”. Ломоносовым было написано много книг, касающихся химии: “Элементы математической химии” (1741 г.), “О слоях земных” (1742 г.), “Рассуждение о причинах теплоты и холода” (1744 г.), “Слово о пользе химии” (1751 г.), “Слово о пользе стекла” (1752 г.) и многие другие.
М.В. Ломоносов изучал растворимость солей при разных температурах, исследовал влияние электрического тока на растворы солей, установил факты понижения температуры при растворении солей и понижения точки замерзания раствора по сравнению с чистым растворителем. Он проводил различие между процессом растворения металлов в кислоте, сопровождающимся химическими изменениями, и процессом растворения солей в воде, происходящим без химических изменений растворяемых веществ. Создал различные приборы (вискозиметр, прибор для фильтрования под вакуумом, прибор для определения твердости, газовый барометр, пирометр, котел для исследования веществ при низком и высоком давлениях), достаточно точно градуировал термометры.
Одним из конкретных проявлений всеобщего закона природы был открытый и экспериментально подтвержденный Ломоносовым закон сохранения вещества при химических превращениях, установление которого долгое время совершенно несправедливо приписывалось французскому химику Антуану Лорану Лавуазье (1743—1794). Предложенный Ломоносовым всеобщий закон природы включает в себя и закон сохранения энергии, вошедший в науку лишь в середине XIX века: “Но как все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому. Так, ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте. Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения: ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оныя у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает”.
Ломоносов и искусство
“Живописцы, — писал Ломоносов, — употребляют цветы главные, прочие чрез смешение составляют; то в натуре ли положить можем большее число родов ефирной материи для цветов, нежели она требует и всегда к своим действиям самых простых и коротких путей ищет?”
Ломоносову было душно и тесно в холодных стенах Академии наук. Ему хотелось уйти из-под опеки постылой академической канцелярии, найти для себя самостоятельную деятельность, в которой могла бы проявить себя его кипучая натура. Еще до того как Ломоносову удалось обзавестись химической лабораторией, он обратил внимание на мозаику — древнее искусство составлять из цветных стеклянных сплавов (смальт) немеркнущие картины и портреты. Несколько мозаичных работ привез в 1746 г. из Рима граф Михаил Илларионович Воронцов, в доме которого часто бывал Ломоносов. Среди них была и мозаичная картина ”Плачущий апостол Петр” работы неизвестного ватиканского мастера с оригинала Гвидо Рени, отличавшаяся богатством и разнообразием красочных оттенков при передаче розового хитона и голубого плаща апостола. Ломоносова живо заинтересовала искусная работа итальянских мастеров, доведших свою смальтовую ”палитру” до нескольких тысяч оттенков, что позволяло им виртуозно копировать масляную живопись. Ломоносов хорошо знал, что мозаика была известна еще Киевской Руси, и он воодушевляется мыслью не только возродить это древнее искусство в нашей стране, но и снабдить его новым, совершенным материалом. Приготовление смальт хранилось в строгой тайне итальянскими мозаичистами. Ломоносова-химика привлекала к себе задачка раскрыть этот секрет и самостоятельно разработать рецептуру для получения смальт.
В протоколах академической Конференции все чаще отмечается отсутствие Ломоносова, “очень занятого в лаборатории”. Живой художественный и практический интерес к мозаике, овладевший Ломоносовым, сочетался с давно волновавшими его вопросами теоретической физики и химии.
Ломоносов разрабатывал теорию цветов, исходя из своего понимания физической природы света. Он полагал, что белый свет состоит из трех основных цветов — красного, желтого и голубого. Он стал на эту точку зрения, ибо не мог и не хотел создавать громоздкой теории эфира для семи цветов, и потому, что хорошо видел, что на практике можно получать всё бесконечное разнообразие цветов, исходя из трех основных.
Разрабатываемая Ломоносовым теория “трех цветов” имела, несомненно, значение для развития цветоведения. Установив трехмерность многообразия цветов, Ломоносов указывал пути для решения практических задач цветотехники, нашедшей в наше время такое широкое применение в цветной фотографии, печати, кино. Он трудится над созданием приборов для получения любых цветов через сложение или вычитание трех основных. Принципы этих приборов осуществлены в современных колориметрах.
Ломоносов всегда стремился связать свои теоретические изыскания с живой и непосредственной практикой. Работа по изобретению цветных прозрачных и непрозрачных стекол была для него одним из средств обоснования теории цветов. Здесь сама химия приходила ему на помощь, так как точно установленные химические вещества, взятые в точно измеренных весовых пропорциях, определяли характер и интенсивность цвета, окрашивающего стеклянную массу. Проблема света и цвета получала здесь как бы идеальное разрешение. Ломоносов с энтузиазмом принялся за опыты.
Сверкающие, как самоцветы, смальты Ломоносова, были несравненно ярче и богаче по своим красочным возможностям итальянских. Но этого было недостаточно. Ломоносову предстояло еще разработать методы отливки и шлифовки смальты, из которой составлялись картины. Пришлось ему отыскать и лучший рецепт мастики, которой смальта скреплялась на медном подносе, и, наконец, стать самому художником, так как мастеров-мозаичистов у нас не было. Вне связи с вековыми традициями мозаичного искусства, Ломоносов совершенно самостоятельно добился исключительных результатов. По немногим образцам он не только постиг мозаичную технику, но и осознал художественный смысл мозаики — ее суровую и выразительную простоту, ее красочные возможности, декоративное значение и эпическую монументальность. Летом 1752 года Ломоносов заканчивает первую художественную работу — мозаичный образ Богоматери по картине итальянского живописца Солимены. 4 сентября того же года он подносит его Елизавете Петровне. Образ был принят ею с «оказанием удовольствия».
Самая известная мозаичная работа Ломоносова — “ Полтавская баталия “ — составлена из столбиков смальты толщиной всего 1-6 мм и длиной 5 см. Полтавская баталия, грандиозное настенное мозаичное полотно, задумана М.В. Ломоносовым как часть серии мозаик для внутреннего убранства Петропавловского собора, прославляющих деяния Петра I. Мозаика огромна (309,764 кв. м). Она состоит из миллиона тридцати тысяч кубиков смальты, набранных и укреплённых на плоском медном подносе весом 80 пудов (1280 кг). Ломоносов работал над этой мозаикой с семью помощниками. В левой части композиции, ближе к её центру, изображён Пётр I на вздыбленном коне в образе смелого полководца, ведущего русские войска в бой. На нём тёмно-зелёный мундир Преображенского полка. Поза его величественна, взгляд смел и решителен. В руке — сабля. За ним — его соратники. Среди них можно узнать Б.П. Шереметева и А.Д. Меншикова. В самом центре композиции, перед Петром I на коне, изображён простой солдат с мушкетом, преграждающий путь царю. Он будто бы сдерживает его от порыва прорваться в гущу схватки и возможности погибнуть. Ломоносов выдвигает на первый план простого солдата, символизирующего народ, роль которого — по мысли художника — столь же значительна, как и самого Петра I, то есть проводит идею единства народа и героя. Язык мозаики лаконичный и чёткий. Цвета насыщенные, построенные на контрастных сопоставлениях.
Ломоносов — гениальный ученый, выдающийся писатель и поэт — был, вместе с тем, большим и смелым художником. Его творческие успехи в области искусства поразительны. Всё, к чему обращался его гений, носило характер глубокого профессионализма. Так было и с живописью. Как художник он был на высоте требований времени, а во многом и превзошел уровень творческих поисков своих современников. Этому великому человеку, с его глубокой проникновенностью во все окружающее, открылся мир искусства — мозаичное монументальное художество, древнее и, вместе с тем, вечно молодое, способное внести в жизнь красоту необычайной силы.
Самая известная мозаичная работа Ломоносова — “ Полтавская баталия “ — составлена из столбиков смальты толщиной всего 1-6 мм и длиной 5 см. Полтавская баталия, грандиозное настенное мозаичное полотно, задумана М.В. Ломоносовым как часть серии мозаик для внутреннего убранства Петропавловского собора, прославляющих деяния Петра I. Мозаика огромна (309,764 кв. м). Она состоит из миллиона тридцати тысяч кубиков смальты, набранных и укреплённых на плоском медном подносе весом 80 пудов (1280 кг). Ломоносов работал над этой мозаикой с семью помощниками. В левой части композиции, ближе к её центру, изображён Пётр I на вздыбленном коне в образе смелого полководца, ведущего русские войска в бой. На нём тёмно-зелёный мундир Преображенского полка. Поза его величественна, взгляд смел и решителен. В руке — сабля. За ним — его соратники. Среди них можно узнать Б.П. Шереметева и А.Д. Меншикова. В самом центре композиции, перед Петром I на коне, изображён простой солдат с мушкетом, преграждающий путь царю. Он будто бы сдерживает его от порыва прорваться в гущу схватки и возможности погибнуть. Ломоносов выдвигает на первый план простого солдата, символизирующего народ, роль которого — по мысли художника — столь же значительна, как и самого Петра I, то есть проводит идею единства народа и героя. Язык мозаики лаконичный и чёткий. Цвета насыщенные, построенные на контрастных сопоставлениях.