Атомно-кинетическая концепция.
У истоков всеобщего закона природы.
Развивая материалистические представления об основных закономерностях, наблюдаемых в природе, Ломоносов исходил из принципов атомистики — материалистического учения о прерывистом, дискретном строении вещества. Это учение берет начало в работах античных философов. Идея атомизма была впервые высказана в трудах Левкиппа, Анаксагора, Демокрита, Эпикура, Лукреция Кара и других философов-материалистов древнего мира. Это была натурфилософская атомистика. Она возникла на умозрительной, чисто философской основе, подкрепленной лишь некоторыми наблюдениями живой природы.
В то время еще не было развитого эксперимента, необходимого при изучении явлений природы. Не было также накоплено и большого количества фактических данных для строго научного обоснования идей атомистики. Тем не менее создание атомистической теории явилось величайшим достижением античной науки, укрепившим ее материалистические основы. Краеугольным камнем этой теории было незыблемое утверждение о том, что всякое вещество слагается из мельчайших однородных, плотных, неделимых и вечных частиц материи, которые Левкипп, живший в V в. до н.э., назвал атомами. Атомисты древности считали существование мельчайших частиц материи объективной реальностью. Их учение было направлено против идеалистических и религиозных концепций познания природы.
Ученые XVII—XVIII вв. многое сделали, чтобы связать абстрактную теорию атомного строения вещества, разработанную мыслителями античного мира, с опытными данными нового естествознания, относящимися к свойствам видимых тел.
Естествознание XVII—XVIII вв. по существу было механистическим. Важнейшей наукой в то время считалась механика — учение о механическом движении материальных тел и происходящих при этом взаимодействиях между ними. Наряду с механикой большое развитие получили тогда связанные с ней старейшие области знания: математика и астрономия. Все явления природы рассматривались на основе законов механики. Это относилось и к видимым макротелам и к предполагаемым мельчайшим частицам материи — атомам, которые также наделялись прежде всего механическими свойствами.
Рассматривая материю как конгломерат мельчайших частиц, ученые по-разному объясняли характер их взаимодействия.
Однако с помощью одних только законов механики оказалось невозможным убедительно подкрепить философскую идею атомного строения материи выводами опытного естествознания. Для этого нужно было использовать экспериментальные данные физики и особенно химии, которая в то время еще переживала период своего становления как науки. Тем не менее «механическое» естествознание и механистический материализм XVII — XVIII вв. представляли собой большой шаг вперед от средневековой схоластики и псевдонаучных воззрений и теорий к прогрессивной науке нового времени, оказывавшей все большее влияние на развитие техники и производительных сил.
Ломоносов хорошо знал атомистические воззрения античных философов. Ему были известны труды основоположников механического материализма. Он был знаком с идеалистической философией Лейбница и Вольфа, пытался найти рациональные на-1 чала в их учении. Наибольшее влияние на Ломоносова, по-видимому, оказали труды Р. Бойля, именно они навели русского ученого на идеи атомистики. «С тех пор, как я прочитал Бойля,— писал впоследствии Ломоносов,— овладело страстное желание исследовать мельчайшие частицы. О них я размышлял 18 лет». Плодом этих размышлений явилась законченная атомно-кинетическая концепция Ломоносова, способствовавшая развитию новых форм учения о дискретном строении вещества и непрерывном движении мельчайших частиц — атомов (сам Ломоносов называл эти частицы элементами).
В работах Бойля нашли яркое отражение новые воззрения в науке, пришедший на смену средневековой схоластике и пережиткам алхимического периода.
Бойль был первым из тех, кто начал широко применять экспериментальный метод в химии. При этом для доказательства свою логических построений он пользовался не только количествен| ным, но и качественным анализом. Бойль отчетливо представлял роль химии в практической деятельности людей. Однако в химии он видел не утилитарную область знаний, призванную решать частные задачи практики — приготовление лекарств, кислот, красителей и других веществ, а самостоятельную науку, имеющую свои закономерности, свои методы исследований. Экспериментальные работы Бойля, их теоретические обобщения, сделанные им открытия способствовали зарождению подлинно научной химии.
В отличие от Бойля Ломоносов во всех своих научных трудах противопоставлял «божественной силе» могущество человеческого разума и огромные познавательные возможности науки. Русскому ученому «удалось во многих вопросах открыть новые пути к глубоко материалистической, а иногда даже диалектической концепции явлений природы, положив в основание теорию строения материи, сильно опередившую свое время». Работы Ломоносова развили и дополнили труды Бойля, посвященные объяснению строения материи и свойствам ее мельчайших исходных частиц. В своих теоретических представлениях, утверждающих материалистическую картину мира, Ломоносов, как указывает историю науки Н. А. Фигуровский, «исходил из следующих главных концепций, которые принимал в качестве бесспорных: 1) атомно-молекулярной теории строения вещества; 2) кинетической теории| материи и 3) принципа сохранения вещества и движения» Остановимся более подробно на этих концепциях великого русского ученого.
Рассматривая проблему материального единства мира, М. В. Ломоносов на основе анализа наиболее общих свойств тел и явлений природы попытался дать определение самого понятия «материя». «В начале рассуждения о материи,—писал он,—надо поместить определение ее: материя есть протяженное, непроницаемое, делимое на нечувствительные части (сперва, однако, сказать, что тела состоят из материи и формы, и показать, что последняя зависит от первой)» 9. В другой работе Ломоносов дал более общее определение материи: «...материя есть то, из чего состоит тело и от чего зависит его сущность» 10 .
Ломоносов различал два вида материи. Один из них он называл «собственной материей», второй — «посторонней материей». «Материя собственная,—писал он,—есть та, из которой состоит тело, а посторонней называется та, которая наполняет промежутки тела, не заполненные собственной материей» ". Русский ученый считал, что абсолютно пустого пространства не существует; все пространство полностью занимают два указанных вида материи. Ими определяется бесконечное разнообразие тел природы и многочисленных процессов и явлений, происходящих в ней.
«Постороннюю материю», заполняющую промежутки тела, а также пространство между телами, Ломоносов называл эфиром. По его представлению, эфир являлся текучей и весьма подвижной материальной средой, в которой могли проходить электрические, световые и в известной мере тепловые процессы. Идея существования эфира как своеобразного вида материи была весьма плодотворной и для обоснования некоторых положений материалистической философии и для дальнейшего развития естествознания. Вплоть до начала XX в. она состояла на вооружении философского материализма и естествознания. Однако исследования в области оптики и электромагнитных явлений доказали несостоятельность этой гипотезы. Современная наука утверждает, что в пространстве наряду с материальными телами существуют различные физические поля, являющиеся особыми формами материи. В них и протекают тепловые, световые и электромагнитные явления. Такой материальной средой является, например, электромагнитное поле.
Разработанная Ломоносовым атомно-кинетическая концепция строения вещества характеризует единство физической картины мира, рассматривает мир как непрерывное движение материи, прежде всего ее мельчайших частиц. Атомистика Ломоносова явилась дальнейшим развитием учения о дискретном строении материи.
В «Элементах математической химии» (1741) и ряде последующих работ Ломоносов рассматривал вещество не просто как определенную комбинацию атомов, а как сочетание относительно крупных материальных частиц — корпускул, которые, в свою очередь, состоят из более мелких частиц — элементов. Таким образом, из неделимых элементов (атомов) образуются более сложные, делимые материальные частицы — корпускулы, называемые ныне молекулами.
М. В. Ломоносов дал четкое определение мельчайших частиц материи и их сочетаний, образующих все многообразие существующих в природе тел. «Элемент,—писал он,—есть часть тела, не состоящая из каких-либо других меньших и отличающихся от него тел... Корпускула есть собрание элементов, образующее одну малую массу... Корпускулы однородны, если состоят из одинакового числа одних и тех же элементов, соединенных одинаковым образом» 12. В последней фразе Ломоносов дал понятие простого тела. Далее в той же работе ученый привел признаки сложного тела. «Корпускулы разнородны,— указывал он,— когда элементы их различны и соединены различным образом или в различном числе; от этого зависит бесконечное разнообразие тел» 13.
В «Элементах математической химии» русский ученый дал определение понятию сложного, или, по принятому тогда выражению, смешанного, тела, называемого теперь химическим соединением. «Смешанное тело,—писал он,—есть то, которое состоит из двух или нескольких различных начал, соединенных между собой так, что каждая отдельная его корпускула имеет такое же •отношение к частям начал, из которых она состоит, как и все смешанное тело к целым отдельным началам»14. Таким образом, по Ломоносову, соотношение между «целыми отдельными началами» всего вещества должно быть таким же, как и соотношение между элементами внутри корпускулы, т. е. атомами внутри молекулы.