Письмо Ломоносова

5 июля 1748 года Михаил Васильевич Ломоносов писал:

«Знаменитейшему и ученнейшему мужу Леонарду Эйлеру, заслуженному королевскому профессору и члену славной Берлинской Академии наук, а также почетному члену императорской Петербургской Академии наук и Лондонского Королевского общества, нижайший привет шлет

Михайло Ломоносов...»

Выдержки из этого знаменитого письма приводятся во многих книгах по физике и химии, когда хотят сказать о роли нашего великого соотечественника в установлении основных законов природы — законов сохранения материи и движения. Но прежде чем проследить за ходом мысли автора письма, постараемся выяснить, при каких обстоятельствах оно было написано, каково было тогда состояние науки на Западе и в России. Все это поможет нам лучше понять величие Ломоносова и значение идей, изложенных в его письме.

Великий русский ученый М. В. Ломоносов родился в 1711 году в деревне Денисовке Архангельской губернии (рис. 67). Время жизни Ломоносова совпадает с тем периодом русской истории, когда, по образному выражению Пушкина, царь Петр
...уздой железной
Россию поднял на дыбы.

В результате преобразовательной деятельности Петра I рушился старинный уклад отсталой феодальной России и, несмотря на сопротивление реакционных сил, страна поворачивалась навстречу просвещению.

В Англии в это время Ньютон писал свои великие «Начала», в Германии Лейбниц создавал дифференциальное исчисление.

По указу Петра в 1725 году открылась первая Российская Академия наук. Ее открытию предшествовала переписка царя с Лейбницем и другими знаменитыми учеными, по рекомендации которых в качестве первых академиков были приглашены Бернулли (гидродинамик), Эйлер (математик и механик), Рихман (физик) и др. С их помощью царь Петр надеялся подготовить кадры отечественных специалистов.
М. В. Ломоносов в 1741 году был назначен адъюнктом, а с 1745 года его избрали действительным членом академии. Но обстановка в академии к этому времени уже изменилась. В академию проникли иностранные проходимцы, в результате создались крайне тяжелые условия работы, побудившие многих ученых покинуть Россию. Уехали браться Берулли, Эйлер и другие ученые. Но Эйлер не прекратил письменные связи с академией, и в особенности с Ломоносовым.

В пространном письме Эйлеру, написанному по-латыни, как это было принято между учеными того времени, Ломоносов касается основных физических понятий. «Прежде всего считаю необходимым изложить то, с чем мы встречаемся в самом начале естественных наук...» - пишет он и далее излагает свои взгляды на строение вещества, понятие массы, плотности. Глубокие мысли Ломоносова о процессах горения и окисления, об условиях взаимодействия тел легли в основу ряда его последующих работ в области химии, физики, минералогии, металлургии и других наук. Ломоносов отрицал взаимодействие тел на расстоянии без участия промежуточной материальной среды (на современном языке мы бы сказали «поля»).

Но, конечно, было бы неправильно утверждать, что в XVIII веке Ломоносов мог подняться до физических теорий XX века. Отмечая его передовые взгляды, мы только хотим подчеркнуть, что Ломоносов далеко опередил своих современников.

Излагая свои представления о природе теплоты, Ломоносов делает в письме то знаменитое замечание, в котором выражена его мысль о сохранении материи и движения: «...все перемены, в натуре случающиеся, происходят так, что если к чему-либо нечто прибавилось, то это отнимется чего-то другого. Так, сколько материи прибавляется к какому-либо телу, столько же теряется у другого». И дальше: «Так как это всеобщий закон природы, то он распространяется и на правила движения: тело, которое своим толчком возбуждает другое к движению, столько же теряет своего движения, сколько сообщает другому, им двинутому».

То же положение и примерно в тех же словах выразил Декарт в своих «Началах философии»: «Когда одно тело сталкивается с другим, оно может сообщить ему лишь столько движения, сколько само одновременно потеряет, и отнять у него лишь столько, насколько он увеличит свое собственное движение».

Однако взгляды Декарта переплетаются с религиозными воззрениями. «Бог, - писал Декарт, - есть первая причина движения». М. В. Ломоносову, который к рассмотрению явлений природы подходил материалистически, это положение Декарта казалось неприемлемым. «Легко быть философом, выучась произносить наизусть три слова: «бог так сотворил», и сие давая в ответ вместо всех причин, - писал Михаил Васильевич.

Приведенный отрывок из письма Ломоносова составляет содержание «Закона Ломоносова». Так назвал его академик С. И. Вавилов в статье, напечатанной 5 января 1949 года в газете «Правда».

Современная наука знает ряд законов сохранения: закон сохранения импульса (количества движения), закон сохранения энергии, закон сохранения заряда и др. В XVIII веке понятие материи отождествляли с понятием вещества, а под движением понимали только механическое движение. Приоритет в открытии закона сохранения вещества при химических реакциях, бесспорно, принадлежит Ломоносову, он доказан Ломоносовым экспериментально. Закон сохранения количества движения был высказан, как мы только что сказали, еще Декартом. Современная физика различает физические формы движения и устанавливает их способность превращаться друг в друга. Закон сохранения при этих превращениях называется законом сохранения и превращения энергии.

Отдельные высказывания о законах сохранения можно встретить и в более далекие времена. Так, например, римский поэт Лукреций в философской поэме «О природе вещей» написал:
За основу тут мы берем положение такое:
Из ничего не творится ничто.

Что же тогда понимать под «законом Ломоносова»? Академик С. И. Вавилов отвечает на этот вопрос так: «Значение и особенности начала, провозглашенного Ломоносовым, состояли не только в том, что этим законом утверждались законы неуничтожимости и сохранения материи и движения в отдельности. Некоторые из этих истин издавна, еще в древности, угадывались передовыми умами... В отличие от своих предшественников Ломоносов говорит о любых «переменах в натуре случающихся», об их общем сохранении, и только в качестве примеров перечисляет отдельно взятые сохранение материи, сохранение времени, сохранение силы». Таким образом, в современной формулировке закон Ломоносова может быть передан так: материя и присущее ей движение не уничтожимы. В такой самой общей формулировке закон Ломоносова включает в себя все остальные законы сохранения как частные случаи.

Все рассуждения Ломоносова всегда были плодом глубокого исследования, а не результатом мимолетных впечатлений и настроений. Это видно из того, что основные идеи, которые заключались в приведенных нами отрывках из письма, Ломоносов позволил себе опубликовать лишь после многолетнего обдумывания и экспериментальной проверки. В своей диссертации «Рассуждение о твердости и жидкости тел», написанной в 1760 году, он слово в слово повторяет цитированное место письма к Эйлеру: «Все перемены в натуре случающиеся...»

О том, как чужда была Ломоносову всякая поспешность в выводах, свидетельствует опять его историческое письмо к Эйлеру: «Вот, знаменитейший муж, что я обдумываю уже несколько лет и что не позволяет мне привести в единую систему и опубликовать результаты моих исследований, относящихся к причинам частных качеств. Но не сомневаюсь, что Ваше острое суждение освободит меня от этого лабиринта. Примите, несравненный муж, эти мои размышления со свойственной Вам непредубежденностью и не оставляйте меня Вашим благосклонным расположением. Будьте здоровы.

Петербург, 5 июля, 1748 г.»