М.В. Ломоносов - первый Российский академик-химик
По материалам книги Б.Н. Меншуткина
"Жизнеописание Михаила Васильевича Ломоносова"
Физическая химия и приборы для нее.
Лекции и физико-химические опыты.
Ломоносов как преподаватель
Еще в проекте об учреждении химической лаборатории
Ломоносов говорит об обучении химии студентов в ней. Это оказалось
возможным только после того, как была выстроена лаборатория;
в ней, как мы видели, имелась небольшая комната, предназначавшаяся
между прочим и для чтения лекций. Ломоносов много работал над
подготовкою своего курса химии, который является совершенно оригинальным.
Так, 15 мая 1752 г. в Канцелярию Академии поступило
отношение Конференции, согласно которому Ломоносов "письменно
собранию представил, какие лекции химические он студентам давать
и опыты химические делать намерен; при том он объявил, что ему
на то следующие инструменты надобны, а именно:
![](viazkost.gif) |
Прибор М. В. Ломоносова для определения вязкости жидкостей (1752 г) |
![](tochilo.gif) |
Прибор (точило) М. В. Ломоносова для определения твердости тел (1752 г) |
![](papinova.gif) |
Папинова машина, приведенная в лучшее состояние М. В. Ломоносовым (1752 г) |
1) деревянные
вески, 2) инструменты для исследования жесткости твердых тел
давлением и ломанием, 3) точило, 4) инструмент для исследования
вязкости жидких материй по числу капель, 5) Папинова машина,
6) мельница, чем тереть разные материалы, 7) пирометр, 8) десять
термометров простых с ртутью. И понеже господа заседающие его
намерение апробовали и рассудили, что показанные инструменты
как к сему делу, так и к общей пользе весьма потребны, того ради
установлено о том Канцелярии Академии Наук рапортовать, дабы
оные инструменты для пользы Академии вообще под смотрением г.
советника Ломоносова сделаны и заготовлены были; при том же приложил
означенным инструментам (кроме пирометра и термометров) рисунки
с 1 по-7-й номер". Я нашел из этих семи рисунков три в книге
165 Архива Академии Наук. Приводим их здесь. Рисунок 3
представляет собой точило, диаметром 1.5 футов для исследования
твердости камней и стекол, которые зажимались в боковую деревянную
держалку. Рисунок 4 есть инструмент для исследования
вязкости жидких материй по числу капель; он состоит из воронки,
наполняющейся жидкостью из резервуара (справа вверху) до одного
и того же уровня; в воронку вставлен (вероятно стеклянный) шар
на длинной ножке, регулирующий скорость истечения жидкости по
своему неизменному положению. По числу капель, падавших из воронки
в известный промежуток времени, можно было делать заключение
о вязкости жидкости. Приборы такого типа - конечно усовершенствованные -
применяются для этой цели и теперь. Рисунок 5 (стр. 138) есть
Папинова машина, в "лучшее состояние приведенная", в разрезе.
Эта машина, массивной конструкции, очевидно позволяла получать
сравнительно высокие давления. Она была заказана и изготовлена
на Сестрорецких заводах.
Цель, для которой должны были служить эти приборы,
так намечена М. В. Ломоносовым в его донесении (на латинском
языке) в Конференцию Академии Наук, поданном 11 мая того же года,
за четыре дня до заказа приборов: "В химических моих лекциях,
которые я должен читать учащемуся юношеству, я считаю очень полезным
присоединять, где возможно, к химическим опытам физические и
сам постараюсь исполнить то, о чем говорил в похвальной химической
речи на бывшем публичном собрании, которую сообщаю Вам переведенной
на латинский язык студентом Яремским (это - "Слово о пользе химии".
- Б. М.). Поэтому во всем курсе опытной химии, собранной моими
трудами, надо 1) определять удельный вес химических тел; 2) исследовать
сцепление между частичками их: а) посредством ломания тел, б)
сдавливанием, в) стачиванием на бруске, г) счетом капель жидкости;
3) описывать фигуры кристаллических тел; 4) подвергать тела действию
Папиновой машины; 5) всюду наблюдать градусы теплоты; 6) исследовать
тела, особенно металлы, долгим стиранием. Одним словом, испытывать
все, что только можно измерять, взвешивать и определять вычислением".
Из других приборов, потребованных Ломоносовым в 1752 г., упомянем
еще машину для исследования преломления лучей света в разных
жидкостях. А 7 апреля он писал в Канцелярию: "Для умножения в
химической лаборатории черной работы, а особливо для показания
химических опытов студентам, одним работником обойтись и довольствоваться
нельзя, где не меньше бывает работы, нежели в ботаническом саду,
как то: носить и класть по печам дрова и уголье, мыть и чистить
посуду, приготовлять, тереть и толочь материал и всю лабораторию
в чистоте содержать... Того ради Канцелярия Академии Наук да
соблаговолит определить еще одного истопника к помянутой лаборатории".
Это требование было немедленно выполнено.
Итак, для чтения лекций были проведены очень
основательные подготовительные работы. Нашлись и слушатели, как
свидетельствует следующее "прошение студентов Михаила Софронова,
Ивана Федоровского и Василия Клементьева: "Понеже химия есть
полезная в государстве наука, притом же и мы желаем обучаться
оной, того ради всепокорнейше просим Канцелярию Академии Наук,
чтоб соблаговолила дозволить нам ходить оной науки к профессору,
его благородию господину Ломоносову, который показывать нам эксперименты
и лекции свои начать обещается. Что ж касается до лекций, которые
мы ныне слушаем, на оные как ходили, так и будем ходить, пока
генерального развода по наукам всем не воспоследует. 15 Февраля
1750 года".
Когда именно начались самые лекции - в точности
неизвестно: с одной стороны, в мае 1752 г., как видно из приведенных
данных, Ломоносов еще лишь собирался начать их; с другой стороны,
в отчете о своих занятиях за сентябрьскую треть 1752 г. он пишет:
"читал химические лекции для студентов, показывая при том химические
эксперименты, которых мог бы еще присовокупить больше, есть ли
бы требуемые инструменты поспели... а в нынешнюю генварскую треть
(т. е. 1753 года) намерен химические экспериментальные лекции
студентам продолжать". Таким образом, вероятно, начало лекций
надо отнести к лету 1752 г. - возможно, что их начало совпало
с началом нового учебного года 11 июля. Перечисляя свои занятия
в 1752 г., Ломоносов говорит: "показывал студентам химические
опыты тем курсом, как сам учился у Генкеля. Для ясного понятия
и краткого познания всей химии диктовал студентам и толковал
сочиненные мною к физической химии пролегомены на латинском языке,
которые содержатся на 13 листах в 150 параграфах со многими фигурами
на шести полулистах". В другом месте он говорит: "диктовал студентам
первые основания физической химии и читал по ним лекции по четыре
часа в неделю, показывая при том физические эксперименты, которых
мог еще присовокупить больше, есть ли бы требуемые инструменты
поспели".
Лекции продолжались и в 1753 г., о них мы узнаем
из рапорта, поданного Ломоносовым в Канцелярию Академии Наук
5 февраля 1753 г., из которого приведем такие выдержки:
"В прошлом 1751-м году августа 30 числа порученные
мне студенты по ордеру его сиятельства Академии Наук президента
для наставления в поэзии Николай Поповский, а в химии Василей
Клементьев, Иван Братковский, Иван Федоровский имеют в науках
следующие прогрессы... Что ж до моих химических лекций касается,
то имеют оные быть окончены около майя месяца сего 1753 года,
и по окончании оного явится успех каждого. Между тем могу засвидетельствовать,
что на чинимые на лекциях моих вопросы способнее других ответствует
Степан Румовский, который по соизволению Канцелярии с протчими
студентами на мои лекции прилежно ходит; Иван Братковский; также
бы мог иметь равной успех, есть ли бы не часто лекции прогуливал.
Василей Клементьев всех прилежнее и, как по обстоятельствам примечаю,
изрядно понимает и помнит; однако на вопросы ответствовать весьма
застенчив, так что иногда сказать не может того, что ему конечно
памятно быть должно. Иван Федоровский хотя нарочитое понятие
имеет, однако приметил я в нем невеликую к химии охоту. Коллежскай
советник и профессор М. Ломоносов".
Лекции физической химии действительно, как и
предполагал Ломоносов, были закончены в мае 1753 г.; в отчете
о своих трудах за 1753 г. он упоминает, что "по окончании лекций
делал новые химико-физические опыты". Этим первым и последним
курсом лекций физической химии, сколько можно судить, и закончилась
его деятельность в качестве университетского профессора.
Самый курс Ломоносова имеется в Архиве Академии
Наук, так же как и диктовавшийся студентам конспект в записи
В. Клементьева; курс в переводе был впервые опубликован мною
в 1904 г. и является замечательным по замыслу. Здесь воплощаются
те мысли, которые уже были высказаны в "Слове о пользе химии",
но главное внимание обращено на союз химии с физикой. Сама химия
определяется в § 1 так: "Физическая химия - наука, объясняющая
на основании положений и опытов физических причину того, что
происходит через химические операции в сложных телах. Она может
быть названа химической философией, но в совершенно ином смысле,
чем та мистическая философия, где не только не дают объяснений,
но даже и самые операции производят тайным образом". § 2. "Мы
назвали этот труд физической химией потому, что решили поместить
в нем только научное объяснение состава тел". Основная мысль,
воплощенная в физической химии, заключается в изучении химии
при помощи физики и в объединении всех химических фактов на почве
физики.
После окончания лекций студенты, под руководством
М. В. Ломоносова, приступили к физико-химическим опытам в лаборатории,
чтобы на практике самим познакомиться с тем, что они прошли теоретически.
Их работы продолжались до 1756 г., и в результате такого постепенного
изучения они действительно приобрели обширные сведения по физической
химии. Среди архивных бумаг сохранилось довольно много заметок,
касающихся физико-химических опытов, и мы можем теперь воссоздать
полностью их программу, имеем и некоторые результаты. Но ни один
из лабораторных журналов этой эпохи, 1752- 1756 гг., пока не
отыскан в архивах, и мы поэтому не можем судить, что выполнено
из намеченной программы.
Физико-химические опыты Ломоносова были задуманы
на очень широких началах, по программе настолько всеобъемлющей,
что и до сих пор она не исчерпана. Главное его внимание было
обращено на то, что мы теперь зовем растворами, которые образуют
вода и другие жидкости с солями и иными веществами. Опытной разработке
свойств растворов он предпослал интересную статью о действии
химических растворителей вообще (1745), где рассматривает самый
механизм растворения, что ныне не представляет интереса; но важным
фактом является то, что Ломоносов строго различает и отдельно
расследует два случая растворимости: а) растворение, связанное
с выделением теплоты, напр. металла в кислоте, т. е. являющееся
по существу химическим взаимодействием (потому что из полученного
раствора выделяется при выпаривании не взятый металл, но та соль
его, которая образована данной кислотою); б) растворение, происходящее
с поглощением теплоты, напр. соли в воде, причем не происходит
химического изменения растворенного, а при выпаривании раствора
кристаллизуется та же соль, которая была взята. Такое различие
случаев растворения потом сделал А. Л. Лавуазье в 1789 г. Затем
программа опытов предусматривала изучение продуктов кристаллизации
растворов, - кристаллов различных солей. Для них должны были
исследоваться растворимость в воде при разных температурах, удельный
вес, твердость и некоторые другие свойства; вообще программы
эти занимают несколько страниц. Сохранившиеся записи результатов
показывают, что главное внимание было обращено Ломоносовым на
определение растворимости солей при разных температурах, от 0
до 150° термометра Ломоносова (глава III), т. е. от 0 до 100°
стоградусной шкалы. Эти опыты давали обыкновенно результаты более
низкие, чем современные. Такие опыты затем делал Гей-Люссак в
1819 г., после него многие другие ученые. Ломоносову приходилось
в физико-химических опытах преодолевать громадные трудности -
техника соответствующих определений была совершенно не выработана;
он должен был изобретать и приборы для производства опытов, и
самые методы исследования. Приборы изготовлялись крайне медленно,
а методы исследования давали расходящиеся результаты. Поэтому
здесь, как и в других областях научной работы Ломоносова, мы
имеем очень ценные мысли, гениальные предвидения тех путей, по
которым должно идти развитие науки; но практические осуществления
этих мыслей и намерений не дают результатов за полным отсутствием
необходимых для этого приборов, приспособлений и методов исследования.
Мысли опережают практические возможности на полтора века.
В предыдущих страницах мы могли познакомиться
с М. В. Ломоносовым как с университетским преподавателем. Его
метод преподавания - вполне современный: он сперва читает лекции
химии, сопровождая их опытами и опросами, затем он дает студентам
обширный практический курс лабораторной работы, в течение которой
теоретические положения лекций должны прочно укрепиться в процессе
самостоятельной работы. Усвоение курса и навык к практической
работе проверяются исследовательской, дипломной, как принято
теперь, работою студента: такая работа В. Клементьева дошла до
нас и показывает, что он вполне ознакомился с химией. Как преподаватель
М. В. Ломоносов - на высоте своего профессорского звания. Сколько
известно, его химическая лаборатория - первая исследовательско-учебная
лаборатория вообще; из истории химии мы знаем, что вторая такая
лаборатория была основана уже только в XIX столетии. Это была
лаборатория профессора Ю. Либиха в Гиссене, в Германии, открытая
в 1825 г., где точно так же велись учебные и исследовательские
работы студентов и научные исследования самого профессора и его
ассистентов.