Ломоносовские доброжелатели, при всем их восхищении перед необъятностью его интересов, и те опасались, не слишком ли много он на себя берет. У Ивана Шувалова, который очень часто выступал как бы посредником между Ломоносовым и императрицей, к этим чисто личным ощущениям прибавлялись соображения внешней необходимости. Однажды он пожурил Ломоносова за недостаточно быстрое продвижение его в работе над «Древней российской историей»), которую тот начал по желанию Елизаветы. В высшей степени интересно и поучительно посмотреть, как Ломоносов «извинялся» за энциклопедизм своих устремлений в ответном письме к меценату (1753): «Что до других моих, в физике и в химии, упражнений касается, чтобы их вовсе покинуть, то нет в том ни нужды, ниже возможности. Всяк человек требует себе от трудов успокоения: для того, оставив настоящее дело, ищет себе с гостьми или с домашними препровождения времени картами, шашками и другими забавами, а иные и табачным дымом, от чего я уже давно отказался, затем что не нашел в них ничего, кроме скуки. Итак, уповаю, что и мне на успокоение от трудов, которые я на собрание и на сочинение Российской истории и на украшение российского слова полагаю, позволено будет в день несколько часов времени, чтобы их вместо бильяру употребить на физические и химические опыты, которые мне не токмо отменою материи вместо забавы, но и движением вместо лекарства служить имеют; и сверьх сего пользу и честь отечеству, конечно, принести могут едва меньше ли перьвой».Вот так просто и с достоинством сам Ломоносов поведал о неизбежности своего энциклопедизма (а заодно и 24-летнему покровителю наставительно намекнул, что не должен «искать себе с гостьми или домашними препровождения времени картами, шашками и другими забавами» тот, кто действительно хочет служить просвещению). Когда вчитываешься в ломоносовские документы, подобные этому, чудо кажется настолько естественным и объяснимым, что его как будто и вовсе нет. Это примерно так же, как в природе: мы знаем, почему парит орел, знаем, насколько целесообразно устроена эта огромная птица, — и кости-то полые внутри, и строение крыла-то нам известно, и воздушные потоки восходящие мы держим в уме. Словом, никаких загадок, все понятно. Однако, когда видишь, как парит орел, эти сведения, поставляемые нам наукой и детально, но в частностях, объясняющие механику полета, забываются и в конце концов все вновь становится необъяснимым. И для объяснения уже самой этой непостижимости и величественности полета (которая не менее очевидна, чем данные орнитологии и аэродинамики) вновь обретает силу и точность старая, добрая «терминология» — загадка, тайна, чудо. Так же и с Ломоносовым: когда от детального изучения его отдельных трудов возвращаешься к исходной точке, вновь (и, пожалуй, еще в большей степени, чем прежде) буквально содрогаешься от удивления: и как же только вся эта громада знаний и дел оказалась доступной и посильной одному человеку! И тут уже не тютчевские строки о Природе, цитированные выше, приходят на память, а слова самого Ломоносова (с которыми, возможно, Тютчев и спорил): Коль многи, смертным неизвестны,Творит Натура чудеса!
1 Одним из таких неизвестных чудес Натуры в 1750-е годы, несмотря на выдающиеся опыты и открытия, сделанные физиками к этому времени, продолжало оставаться атмосферное электричество. Ломоносов еще в предыдущее десятилетие заинтересовался этой проблемой. Тогдашний его интерес выразился прежде всего в том, что он начал постоянно «чинить электрические воздушные наблюдения», делая записи в своем журнале, размышляя над ними, штудируя соответствующую литературу. Наблюдения эти касались двух атмосферных явлений: гроз и северных сияний. Сколь сильно в ту пору волновало Ломоносова все связанное с атмосферным электричеством, свидетельствует его «Вечернее размышление» (1743), где он, еще не будучи готовым к изложению своих физических идей в форме диссертации или «специмена», высказал догадку о природе полярных сияний, которую впоследствии развил уже научно, ссылаясь при этом на свое стихотворение: «…ода моя о северном сиянии, которая сочинена 1743 года, а в 1747 году в Риторике напечатана, содержит мое давнейшее мнение, что северное сияние движением Ефира произведено быть может».Впрочем, академические обстоятельства поначалу стимулировали его занятия в основном грозовым электричеством. В письме от 15 августа 1744 года Л. Эйлер известил Петербургскую Академию наук о том, что Берлинская Академия объявила конкурс на решение задачи о причинах электрических явлений. На ту пору петербургские ученые уже вели самостоятельную работу по этим проблемам. Наиболее активными были Ломоносов и Георг-Вильгельм Рихман (1711—1753), один из ломоносовских наставников по Академическому университету в 1736 году. Начиная с 26 апреля 1744 года Ломоносов вел регулярные записи своих наблюдений над грозами. В том же году занялся электричеством и Рихман. Письмо Л. Эйлера помогло им активизировать свои исследования, в конечном счете и объединить их.Но не только общность научных интересов подтолкнула Рихмана к Ломоносову. Это произошло во многом еще и благодаря тому обособленному положению, которое занимал Рихман во внутриакадемической расстановке сил: не будучи русским, он и иностранцем не был.Родился Рихман в лифляндском городе Пернове (ныне эстонский город Пярну), который всего лишь за несколько месяцев до того был взят войсками графа Б. П. Шереметева и присоединен к России. Первоначальное образование Рихман получил в Ревеле (ныне Таллинн), а затем «на собственном иждивении» обучался физике и математике в Германии — в университетах Галле и Йены. Впрочем, в 1735 году, не закончив ни того ни другого университетского курса, не удовлетворенный уровнем преподавания (вспомним конфликт Ломоносова с Генкелем!), он приезжает в Петербург и зачисляется студентом в Академию «для занятий физическими науками» под руководством профессора Крафта. Год спустя у Крафта начал учиться и Ломоносов, приехавший из Москвы: вполне вероятно, что они не однажды встречались в ту пору, но подружиться, конечно же, не могли, так как вскоре Ломоносов был направлен в Германию. В 1740 году Рихман становится адъюнктом, а еще через год — уже профессором физики. Работами по калориметрии, теплообмену и испарению жидкости он завоевал европейский авторитет. Им была выведена формула определения температуры смеси жидкостей («формула Рихмана»), и по сей день одна из основных в теплофизике. Он выполнил целый ряд важных экспериментов по теплоемкости и теплопроводности «твердых тел, окруженных воздухом» и показал, что «наибольшую способность удерживать теплоту имеют латунь и медь, затем идет железо, после чего олово и, наконец, свинец из всех исследованных… тел имеет наименьшую способность удерживать теплоту». Кроме того, Рихман изобрел несколько новых научных приборов: гидравлический испаритель для точного определения количества испаряемой воды, термометр для измерения среднесуточной температуры воздуха, барометр особой конструкции.Когда Рихман и Ломоносов приступили к изучению электрических явлений, эта область физики была на пороге поистине революционных преобразований.Вплоть до середины XVIII века европейские ученые имели дело лишь с «кабинетным» электричеством и, по существу, не прибавили ничего качественно нового к представлениям древних греков, открывших само явление электризации, наблюдая за способностью янтаря в результате трения притягивать к себе легкие тела. Впрочем, со временем в недрах неторопливых экспериментов стали вызревать ростки новых представлений об электричестве и на рубеже XVI—XVII веков начали пробиваться на поверхность.В 1600 году была опубликована книга английского физика Вильяма Гильберта «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земля», в которой на основе проведенных опытов был значительно расширен круг тел, поддающихся электризации при натирании (кроме янтаря, сюда вошли стекло, хрусталь, алмаз, сера и др.), было введено в связи с этим разделение всех физических тел на электрические и неэлектрические, а также была высказана догадка об электрических и магнитных полях. В 1672 году немецкий физик Отто фон Герике описал свои знаменитые опыты с «магдебургскими полушариями» в книге «Новые, так называемые магдебургские опыты, относящиеся к пустому пространству». Этот труд знаменовал собою начало в физике эры электростатических машин. Их прототип образца 1672 года выглядел так: «Желающий пусть возьмет сферический стеклянный сосуд величиной с детскую голову, наполнит его размельченной серой и расплавит ее; после охлаждения разобьет сосуд и вынет шар, который нужно хранить в сухом месте, а если желательно, то можно в шаре пробуравить отверстие, в которое вставить железный стержень, чтобы удобно было вращать шар вокруг него, как вокруг оси». Шар, вращаемый вокруг оси и натираемый ладонью, не только притягивал к себе пушинку, но и отталкивал ее от себя. Кроме того, он светился в темноте и потрескивал (явление, которое три четверти века спустя будет рассматриваться как аналог молнии и грома).В начале XVIII века англичанин С. Грей открыл явление электропроводимости. В 1733—1737 годах француз Ш. Ф. Дюфе проводил опыты, позволившие ему сделать вывод о неоднородности электричества. Ученый выделял две его разновидности: «Первое электричество получается при натирании стекла, горного хрусталя, драгоценных камней, шерсти животных и др.; второе при натирании смолы, янтаря, копаловой камеди». Впоследствии электрический заряд, получаемый в первом случае («стеклянный», по терминологии Дюфе), стал называться положительным, а во втором («смоляной») — отрицательным.Однако ж все эти исследования носили лабораторный характер и прямо не затрагивали проблем, связанных о электричеством атмосферным. Между тем в глубокой древности люди чисто эмпирически, не предпринимая каких-либо попыток научно объяснить грозовые явления, пришли к пониманию природы этих явлений. В Древнем Египте, как показали раскопки, было известно, что от молний можно защититься высокими столбами, покрытыми листовым металлом и заостренными вверху. Иосиф Флавий свидетельствовал, что храм Соломона в Иерусалиме был снабжен медными водосточными трубами, уходящими в подземные резервуары (за тысячу лет не было ни одного разрушения, вызванного молнией). Плиний Старший в «Естественной истории» поведал о том, что в старину люди защищались от молний посредством высоких металлических столбов, врытых в землю (возможно, в этом предании содержался глухой отзвук молвы об изобретенных египтянами мерах защиты от молнии).В начале XVIII века мысль о сродстве свечения и треска во время электрических экспериментов с молнией и громом во время гроз все настойчивее овладевала умами ученых. В 1716 году разрозненные догадки в этом направлении поддержал своим авторитетом великий Ньютон. Но были и противники подобного взгляда на природу грозовых явлений, и среди них такой крупный физик, как голландец Питер Мушенбрек, изобретатель прообраза современных электрических конденсаторов — так называемой «лейденской банки». В 1748 году он попытался разбить оппонентов следующими здравомысленными доводами: «Весь удар молнии вибрирует в воздухе, образуя змеевидные линии, а прохождение электричества осуществляется через пустоту и никогда не происходит через воздух… Молния мгновенно расплавляет и пробивает металлы, электричество же не способно расплавить тончайшие листы меди, золота или серебра; молния в воздухе с треском разряжается одна, без наличия какого-либо тела, электричество же, как замечено, одно в воздухе никогда не производило треска».Однако ж в ту самую пору, когда П. Мушенбрек пришел к своему умозаключению, не оставлявшему, казалось бы, никаких шансов сторонникам электрической природы гроз, на другом конце Земли, в Западном полушарии, а точнее — в североамериканском городе Бостоне, великий самоучка Бенджамен Франклин уже два года как плодотворно трудился в своем физическом кабинете над доказательством обратного. Летом 1750 года он попытался опубликовать результаты своих исследований в письмах, направленных в Лондонское королевское общество. В них говорилось, что обкладки изобретенной П. Мушенбреком «лейденской банки» заряжены противоположным электричеством и что заостренный металлический стержень отбирает электричество от заряженного кондуктора. Кроме того, Б. Франклин предлагал экспериментально установить идентичность атмосферного и лабораторного электричества. С этой целью, писал он, надо поставить на высоком месте будку, из которой должен был идти наружу высокий (двадцать футов) заостренный железный стержень. Человек, сидящий в будке на скамейке со стеклянными ножками, держа «за сургучную ручку» конец заземленной проволоки, должен во время грозы прикоснуться им к внутреннему концу железного стержня. Появление искр в точке соприкосновения и будет означать идентичность атмосферного и лабораторного электричества.Лондонское королевское общество отказалось печатать сообщение Б. Франклина. Впрочем, его знакомый, один из членов этого авторитетного ученого собрания, в конце 1751 года издал его письма в частной типографии, и они стали, таким образом, известны в научных кругах Европы. Первая же экспериментальная проверка идей Б. Франклина, осуществленная в мае 1752 года французским физиком Т. Далибаром (да простится неизбежный здесь каламбур), с блеском и треском подтвердила их правоту: железный шест в сорок футов вышины дал в Марли, под Версалем, во время случившейся там сильной грозы изумительно яркие и крупные искры. А немного погодя и сам Б. Франклин добился успеха, запустив во время грозы воздушный змей с прикрепленным к нему металлическим острием (это отступление от своих же рекомендаций было вызвано тем, что Б. Франклин жил в местности низменной, и будка, им описанная, была бы неэффективна;
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108