Михаил Васильевич Ломоносов. 1711-1765 - Александр Морозов

Ломоносов отчетливо почувствовал, что тут должна быть закономерность, которую он старался уяснить на основе своей корпускулярной теории.

Еще в своей диссертации «О природе селитры», представленной им в 1749 году на конкурс Берлинской Академии наук, Ломоносов задался вопросом: «почему селитра выростает в шестигранные кристаллы?».

Ломоносов применил к минералогии основные принципы своего материалистического естественнонаучного мировоззрения, которые оправдали себя и в этой области, позволив ему заглянуть далеко вперед и наметить новые пути развития этой науки. Предложенное им гипотетическое объяснение строения кристаллов, как он сам сознавал, «превосходно отвечает природе составных частей селитры и потому приобретает некоторый вес».

«Пусть шесть корпускул, — писал в своей диссертации Ломоносов, — расположены друг около друга так, что прямые линии, соединяющие их центры, образуют равносторонние треугольники; в результате получится фигура, ограниченная шестью линиями, подобная разрезу призм, образуемых селитрою. Частицы селитры, размещенные таким образом почти в бесконечном числе, образуют кристаллические призмы селитры, правда, часто с неравными сторонами, которые, однако, всегда параллельны и отвечают предположенному размещению. Предложенная догадка подтверждается трояким образом.

1. При этом способе объяснения форма частиц не предполагается такою же, какую имеют сами кристаллы селитры, и вопрос не остается поэтому без ответа, как это нередко бывает.

2. Углы кристаллов селитры соответствуют предполагаемому расположению частиц, так как обычно каждый из них составляет 120°.

3. На основании нашей гипотезы можно легко объяснить другие роды кристаллов, например, кубические кристаллы поваренной соли, предположением такого расположения частиц соли, что линии, проходящие через их центры, составляют квадраты».

В этих положениях, выставленных Ломоносовым, он обнаружил проницательность, которую должным образом смогло оценить только наше время. Ломоносов не связывал объяснение геометрической формы кристаллов с формой самих частиц, составляющих эти кристаллы. Он стремился установить закономерность в расположении (укладке) «корпускул», а не в простом сложении геометрически правильных молекул, правильность которых сама требовала бы объяснения. В то же время, отвлекаясь от случайного неравенства соответствующих граней селитры, Ломоносов отождествляет их с гранями развитых кристаллов; на основе своих представлений о закономерности, лежащей в основе их структуры, Ломоносов отчетливо и ясно формулирует закон постоянства углов кристаллов Для различных кристаллических веществ, причем это «постоянство фигуры» служит для него и характеристикой его физических и химических качеств. В своем «Курсе истинной физической химии» Ломоносов настоятельно рекомендует «хорошо исследовать фигуру кристаллов и измерять их», чему он и сам уделял большое внимание.

Ломоносову, таким образом, принадлежит безусловный приоритет в измерении углов кристаллов, что он производил за двадцать лет до французского минералога Ромэ де Лиля, считающегося основателем новейшей кристаллографии. Но ни Ромэ де Лиль, опубликовавший свою работу об измерении кристаллов в 1783 году, ни еще позднее выступивший Гаюи не обнаружили философской глубины и не проникли в самую сущность закона постоянства углов, как это сделал Ломоносов. В то время как Ромэ де Лиль боялся предложить теоретическое объяснение устанавливаемых им зависимостей и тем нарушить, как он писал, «величественное молчание природы относительно ее основных принципов», Ломоносов и в этом случае, как всегда, настойчиво стремился к раскрытию основных законов природы. Мысли Ломоносова о природе кристаллов, его попытки проникнуть на основе атомной теории в строение кристаллических веществ роднят его с представителями минералогической науки XIX–XX веков и в особенности с Д. И. Менделеевым, который в юности увлекался проблемами кристаллографии, а впоследствии писал в своих «Основах химии»: «Кристаллическая форма составляет один из важнейших признаков, характеризующих отдельные определенные химические соединения».

Несомненно, что именно в этом направлении работала творческая мысль Ломоносова. Насколько далеко Ломоносов ушел от своего времени в вопросах кристаллографии, свидетельствуют советские минералоги Г. В. Бокий и И. И. Шафрановский, которые, оценивая значение его работы о селитре, указывали: «Характерно, что еще в 1911 году Б. Н. Меншуткин писал о столь замечательной с современной точки зрения ломоносовской диссертации: «Этой диссертации не привожу, так I как в ней ничего интересного нет». Только открытие диффракции рентгеновских лучей в кристаллах (1912) и последовавшее за тем бурное развитие новейшей структурной кристаллографии выявили всю значительность ломоносовских высказываний, сформулированных около двух столетий тому назад».[298]

Перечисляя разные способы образования минералов, Ломоносов рассматривает их как проявление единого общего процесса, в котором «многообразная натура» раскрывает себя в обилии «различий и новых произвождений».

Ломоносов различал пять «способов рождения» минералов и для обозначения каждого из них нашел русские, довольно точные выражения. Первый он назвал «затвердением», когда «мягкие материи» — ил, глина и другие — «долготою времени так слеживаются, что частицы внутренним тихим и нечувствительным движением сжимаются одна подле другой теснее, почему и взаимный их союз становится сильнее и тело крепче». Такие «дикие камни» в «изломе все зернисты, крошатся в угловатые частицы с плоскими боками и нередко с регулярными углами». Современная наука вполне признаёт такой процесс, только именует его диагенезом.

Ломоносов указывал на возможность перекристаллизации минералов, их изменения в породе без перехода в жидкое состояние: «Странно может показаться превращение в хрустали сухого тела. Но ежели кто знает, что толченой зернистой колчедан долготою времени опять срастается в зерна, что сухой поташ по бокам стклянки перебирается к пробке и в некоторые угловатые зерна садится, что многие минеральные растворы после выварки производят растения из мелких сухих хрусталей, чего будучи жидкими не показывают, тот не станет спорить против возможности сухого хрусталей рождения». Только в работах русского ученого, академика Ф. Левинсон-Лессинга это учение о метаморфизме горных пород было окончательно разработано, получило научное истолкование и экспериментальное подтверждение.

Другой процесс образования минералов Ломоносов назвал «наращением»: «когда из воды отделяющиеся земляные иловатые частицы на дно садятся и слой на слой нарастают в разное время». Так родятся, по его мнению, шиферы и сланцы. Ныне это называется осадкообразованием. Ломоносов следующим образом описывает этот процесс: «Когда в озере весною мутная вода ручьями с берегов стекает и после, со временем устоявшись, на дно садится и, до будущей весны слежавшись, тверже должна быть, нежели вторая илу посадка, следовавшая на другую весну. Потом, когда озеро новым промытым истоком воду выпустив или от земного трясения поднявшись, иссохнет; останутся таковые от многих лет слои и наконец затвердеют в шифер».