Русская Наука. Украденные открытия

Антуан Лоран Лавуазье

К слову, Юлиус Лотар Мейер (1830–1895) опубликовал в 1870 г. свою таблицу элементов, вскоре признав, что она «в существенном идентична с данной Менделеевым». Периодическая таблица великого русского ученого Менделеева была обнародована в 1869 г.! Так что Мейеру пришлось отказаться от почестей «первооткрывателя».

Юлиус Лотар Мейер

Русский ученый, ставший советским (здесь и далее слово советский означает: без национальной идентификации) академиком, Сергей Иванович Вавилов (1891–1951) писал в своей статье «Закон Ломоносова», опубликованной в газете «Правда» за 5 января 1949 года: «Ломоносов на века вперед как бы взял в общие скобки все виды сохранения свойств материи. Глубочайшее содержание великого начала природы, усмотренное Ломоносовым, раскрывалось и в установленном современной физикой законе эквивалентности массы и энергии. В современной физике вырисовывается и еще один закон сохранения – закон сохранения электрического заряда. Алгебраическая сумма зарядов остается неизменной при любых превращениях веществ. При встрече, например, отрицательно заряженного электрона и позитрона – носителя положительного заряда – эти частицы превращаются в фотон – частицу незаряженную. И до этой реакции и после нее алгебраическая сумма зарядов равна нулю… /Этапы раскрытия широчайшего начала, замеченного Ломоносовым, несомненно, еще не исчерпаны, и дальнейшая история науки встретится с новыми частными законами сохранения и с новым, еще более широким синтезом и объединением».

Надо сказать, что до Ломоносова в физике был подробно разработан лишь одни ее отдел – механика, наука о простых механических движениях.

Пытливый гений Михайло Васильевича всегда стремился проникнуть в суть разнообразных вещей и явлений природы, чтобы отыскать ключ к их пониманию. Он впервые утверждает, что явления, происходящие в веществе, можно будет объяснить лишь тогда, когда станет известно: что такое вещество, из чего состоит и как оно построено. И вот уже в «Основах химии» ученый описывает свою атомическую теорию. Все вещества, убежден он, состоят из мельчайших элементарных частиц, находящихся в постоянном движении. От движения и состояния этих частиц зависят все свойства тел. Вот он – ключ к познанию мира! Мир – это бесконечная, находящаяся в постоянном движении и развитии материя — полагал великий мыслитель.

Он постоянно в труде, постоянно в поиске. Замечательны опыты ученого над окислением металлов при нагревании в запаянных сосудах, проведенные в химической лаборатории. Взвешивая прибор до и после опыта на точных химических весах, Ломоносов приходит к выводу, что вес прибора после происшедшей химической реакции окисления металла не изменяется. И тем самым опровергает объяснение аналогичных опытов знаменитого английского ученого Роберта Бойля (1627–1691). При проведении опытов английский химик обнаруживал увеличение веса металла при прокаливании, и полагал, что вес увеличивается от присоединения к металлу материи огня – флогистона. Однако вывод англичанина был неверен. Разламывая по окончании опытов горлышко реторты, Михайло Васильевич наблюдал, как туда со свистом врывается воздух, за счет которого и произошло увеличение в весе при опытах, проводимых Р. Бойлем. Все – в соответствии с законом о сохранении веса вещества: сколько прибавилось к металлу, столько убавилось от воздуха. Проведя проверку опытов Бойля в лаборатории, Ломоносов напишет: «Нет никакого сомнения, что частички воздуха, непрерывно текущего над обжигаемым телом, соединяются с ним и увеличивают вес его»; «Оными опытами нашлось, что славного Роберта Бойла мнение ложно».

Через 17 лет после высказанного Михаилом Васильевичем резонного мнения эти же опыты провел француз Лавуазье, и пришел к тем же выводам, что и его русский коллега. Он также отверг гипотезу флогистона, согласно которой считалось, что все горючие вещества, а также металлы, превращающиеся при обжигании в «извести», «земли» и «окалины», содержат начало горючести – флогистон, выделяющийся из них при горении или обжигании. Что и послужило основанием приписать французскому ученому «открытие» закона сохранения вещества, – давно уж открытого Ломоносовым…

В 1744 г. русский ученый завершает диссертацию «Размышление о причине теплоты и холода», где отмечает: «Теплота состоит во внутреннем движении собственно материи… Внутреннее движение, в смысле количества, может увеличиваться и уменьшаться, почему разные степени тепла определяются скоростью движения… Для произведения любого градуса теплоты достаточна различная скорость движения материи». Он рассуждает, что теплота состоит из вращательного движения частиц, из которых состоит любое тело. Факт, объясняющий, почему форма тела и внешний вид не меняются при нагревании. Частицы при соприкосновении передают друг другу свое вращение, – утверждал Ломоносов. Тогда как предельно низкая температура (в современной науке известная как абсолютный нуль) соответствует состоянию покоя частиц тела.

В этом заключалась механическая теория тепла, открывающая тайны плавления твердых тел и испарения жидких.

Он доказывает, что открытый им ранее закон сохранения энергии характерен и тепловым явлениям. «Холодное тело В, погруженное в тело А, не может воспринять большую степень теплоты, чем какую имеет тело А», – заключает ученый. И это – стало одной из формулировок современной термодинамики.

В ученой среде того времени господствовала теория теплорода, оттого Ломоносовская механическая теория тепла, отторгающая догмат о теплороде, не была воспринята. И еще в 20-х гг. XIX в. можно в научных работах западных ученых встретить привычное им понятие «теплород».

Но уже в середине XIX века правильность Ломоносовской мысли становится очевидной, становясь основой таких отраслей науки, как термодинамика и энергетика.

* * *

Открытие механической теории тепла на Западе приписывают Клаузиусу, Мейеру и Гемгольцу.

* * *

В 1748 г. русский гений пишет работу «Попытка теории упругой силы воздуха»; «мы будем основываться на движении – и увидим, что при помощи этого важного свойства нам удастся более правильно объяснить то, что до сих пор составляло лишь предмет пожеланий», – рассуждает Ломоносов. На полях работы он делает рисунки, показывающие взаимодействие сталкивающихся частичек молекул; постоянно сталкиваясь, они отскакивают друг от друга, стремясь разлететься в разные стороны. Газ в сосуде стремится расшириться, потому как эти удары частиц о стенки сосуда и есть причина давления, производимого газом. Связав теорию газов с теорией теплоты, ученый делает открытие: при нагревании давление газов возрастает.

Михайло Васильевич Ломоносов за работой

Призвав на помощь статистику, Ломоносов рассчитывает суммарное действие молекул. Уверенный, что в каждый момент число молекул, летящих в каком-либо направлении, должно быть равно числу молекул, летящих в любом другом направлении. Потому равные участки стенок сосуда получат на одну единицу времени одно и то же число ударов. Так было положено начало совершенно новому методу расчета физических явлений – статистическому.

Впоследствии этот метод стал важным средством исследования атомных и молекулярных процессов; а современная наука получила новую дисциплину – статистическую физику.

Проводя опыты с газом, который, как считал Михаил Васильевич, являет собой бесчисленный рой хаотически движущихся частиц, он подвергает теоретическому анализу опытный закон Бойля-Мариотта, говорящий об обратной пропорциональности между давлением газа и его объемом. Ломоносов предполагает, что при больших давлениях должны наблюдаться отступления от закона Бойля-Мариотта. Когда газ сильно сжат, промежутки между частицами делаются сверхмалыми и сблизить их очень трудно. Поэтому, – делает вывод ученый, – при больших давлениях обратная пропорциональность между объемом газа и давлением будет нарушаться.

* * *

Отступления от закона Бойля-Мариотта были еще раз сформулированы голландцем Ван-дер-Ваальсом в 1872 г., через 107 лет после смерти великого Ломоносова.

* * *

И это далеко не единичные «кражи» мыслей, идей и научных открытий дерзновенного гения Русской Науки, так что поговорим об этом и в других главах нашей книги.

История 2

«Одна без другой в совершенстве быть не могут»

Для доказательства справедливости своих научных взглядов М.В. Ломоносов использовал физические и химические опыты, проводимые им в своей химической лаборатории. Можно сказать, что его лаборатория явилась прообразом всех научно-исследовательских учреждений будущего. Ее основание означало начало нового этапа в изучении самой Природы и ее составляющих. Аналогичная лаборатория была построена лишь спустя 75 лет (!) в Гессене немецким профессором химии Ю. Либихом.

Дом с домашней лабораторией в Санкт-Петербурге, на Мойке Михаил Васильевич Ломоносов выстроил в 1756 году. Тут же разместилась оптическая мастерская, где по его проектам мастера изготовляли разные приборы, телескопы, микроскопы, перископы, мореходные и другие инструменты. А за два года до того, в 1753 г. М.В. Ломоносов в дар от дочери Петра I, Императрицы Елизаветы Петровны получает поместье в Усть-Рудицах, что в 64 верстах от северной столицы. Там расположатся стекольная фабрика для изготовления цветных мозаичных стекол, бисера и стекляруса. Причем все станки для изготовления сих изделий великий ученый придумает сам, составляя подробные чертежи. Любопытно, что ряд машин и приспособлений станут приводиться в движение водяной мельницей.

Императрица Екатерина II у М.В. Ломоносова. Художник Иван Федоров

Михаил Васильевич Ломоносов был величайшим новатором в истории химии. И он же впервые стал называть химию наукой, в то время как западноевропейские химики еще определяли ее как «искусство разложения тел смешанных на их составные части или искусство соединения составных частей в тела», – как писал Георг Шталь в своих «Основаниях химии» (1723). В то время Ломоносов последовательно и плодотворно внедрял в науку анатомические представления, и, перестраивая физику, создавал и закладывал основы новой науки – физической химии.

Для М.В. Ломоносова химия – «наука изменений» – учение о процессах, происходящих в телах. В отличие от своих предшественников – философов-атомистов, гений отечественной науки создает методы химического исследования; проводит проверку химических опытов своих коллег; рассуждает о важности проведения опытов в вакууме; стремится еще и «сверх сего к химическим опытам присовокуплять, где возможно, оптические, магнитные и электрические опыты». Русский ученый в буквальном смысле наметил план работ на десятки лет вперед!

Как известно, именно в химической лаборатории впервые стали изготовляться стекла, окрашенные в множество оттенков цветовой гаммы, предназначенные для уникальных мозаичных картин. Там же, в лаборатории, «трудясь многими опытами, кроме других исследований, изобрели фарфоровую массу» (в совместном проекте с химиком Виноградовым). Там же исследовались образцы пород, присылаемых со всех концов необъятной Российской Империи, в том числе – с Урала, Севера и Дальнего Востока.

В те годы самой разработанной частью естествознания была механика. И М.В. Ломоносов впервые внедрил в химию метод точных количественных измерений, служивший прекрасной основой для многих разработок механики.

Для успешных исследований Ломоносов использовал весы; в 1745 г. он писал: «При всех помянутых опытах буду я примечать и записывать не токмо самые действия, вес или меру употребляемых к тому материй и сосудов, но и все окрестности, которые надобно быть покажутся». Формулируя тем самым принципы весового и объемного анализа. Известно, что 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, с какой страстный новатор производил взвешивания при своих опытах, достигала 0,0003 грамма.

Для развития химической науки введение, казалось бы, простого и всем нам понятного метода количественных измерений, явилось огромным и успешным шагом.

* * *

Зарубежная наука приписывает создание метода количественных измерений в химии Лавуазье и Гей-Люссаку, хотя Ломоносов опередил этих ученых на многие и многие годы!

* * *

О французском химике, члене Парижской Академии наук Антуане Лоране Лавуазье нами уже упоминалось. Можно лишь добавить, что судьба его незавидна: за умение зарабатывать деньги (которые по большей части ученый вкладывал в создание своей лаборатории и проведение научных исследований), сей адъюнкт и обладатель Золотой медали Парижской Академии наук был в 1794 году… казнен французскими недоумками-революционерами. Подобная судьба через столетия постигнет многих русских ученых, растерзанных революционными большевистскими и чекистскими бандами.

Полет пилотируемого воздушного шара, наполненного водородом. Шар был запущен в саду Тюильри в Париже 1 декабря 1783 г. Пассажирами были Жак Шарль и его помощник М.-Н. Робер

Что касается другого французского физика и химика, профессора Жозефа Луи Гей-Люссака (1778–1850) и также члена Парижской академии наук (1806), то его судьба много счастливее предшественника. Он даже был членом палаты депутатов (1831–1839), успел поработать профессором химии в Парижском ботаническом саду (с 1832) и проделать несколько полетов на воздушном шаре (два – в 1804), но после полетов нашего соотечественника Я.Д. Захарова – русского химика, академика Русской Императорской Академии наук в Санкт-Петербурге. К слову сказать, Яков Дмитриевич Захаров (1765–1836), разделяя взгляды Ломоносова, одним из первых в Российской Империи начал читать курс химии с позиций, отрицающих существование флогистона. Он всего на два месяца опередил Гей-Люссака, поднявшись в воздушное пространство на шаре для научных наблюдений и экспериментов в высоких слоях атмосферы, и тем самым показал пример. Полёт выдающегося русского химика Захарова положил начало научному воздухоплаванию!

Русский химик, воздухоплаватель Яков Дмитриевич Захаров

Уже говорилось, что Михаил Васильевич Ломоносов создавал и закладывал основы новой науки – физической химии. «Химик, – писал он, – без знания физики подобен человеку, который всего искать должен ощупом. И эти две науки так соединены между собою, что одна без другой в совершенстве быть не могут». «Физическая химия есть наука, объединяющая на основании положений и опытов физических причину того, что происходит через химические операции в сложных телах», – так в 1752 г. Ломоносов дал четкое определение важнейшего раздела химии.

* * *

В 1887 г. в Лейпциге начинают читать курс физической химии. Этот год считается… датой возникновения данной науки!

* * *

Хотя в подтверждение своих слов незаурядный гений Ломоносов вплоть до 1753 г. читал студентам лекции по физической химии, на которых проводил многочисленные опыты! Программой опытов ученого было предусмотрено подробное исследование кристаллизации; определение удельных весов; сил сцепления твердых и жидких тел; изучение разнообразных растворов, а именно: «застудневание растворов, сцепление студней», т. е. по нынешнему определению – коллоидных состояний.

В программе опытов ученый предусмотрел также и электрохимические и термохимические исследования. Важно указать, что учение о тепловых эффектах при химических превращениях, проведенное в стенах химической лаборатории Ломоносова, переросло затем в самостоятельную отрасль науки – термохимию. Подталкиваемый гением Ломоносова, ее проработал и обосновал русский ученый первой половины XIX в. академик Г.И. Гесс. Химик и член Академии наук Санкт-Петербурга Герман Иванович Гесс (1802–1850) открыл основной закон термохимии (1840), носящий его имя, согласно которому тепловой эффект реакции зависит лишь от начального и конечного состояний системы и не зависит от промежуточных состояний и путей перехода.

Через более чем 100 лет после зачина Ломоносова относительно новой науки, курс физической химии стал читать в Харьковском университете профессор и будущий академик великий Н.Н. Бекетов (1827–1911), организовав отделение физико-химических наук и физико-химический практикум (1859–1887). Чтобы затем переехать в Санкт-Петербург (1886), работать в химической лаборатории и отдавать свои знания, преподавая на Высших женских курсах (!).