Цель приложения физики к изучению химии Ломоносов видит главным образом в том, чтобы открыть путь к познанию строения тел и свойств составляющих эти тела «нечувствительных физических частиц». При этом необходимо, считал ученый, выяснить, «что надо призвать из физики в химию, что можно к ней присоединить, чтобы обе науки благодаря взаимной помощи получили большее развитие и в каждой пролился более яркий свет».
Несколько позднее, в 1756 г., в «Слове о происхождении света, новую теорию о цветах представляющем» Ломоносов обнародовал результаты своих размышлений и опытов по приложению «корпускулярной философии» к оптическим явлениям. В этом слове он отверг теорию истечения света Ньютона и предпочел ей «волновую» гипотезу Декарта и Гюйгенса, но преобразовал ее в соответствии со своими представлениями.,
Ломоносов полагал, что мировое пространство заполнено эфиром, который состоит из материальных частиц трех разных диаметров. Свет передается колебательным движением эфирных частиц, а поскольку они находятся в непосредственном контакте друг с другом, то «распростертие света» — его скорость имеет очень большую величину. От Солнца до Земли свет доходит «в каждые осьм минут».
По предположению ученого, белый свет состоит из красного, желтого и голубого. Первый из них передают частицы эфира, имеющие самый крупный диаметр, желтый — средние, а голубой — самого малого диаметра. «Прочие цвета рождаются от смешения» этих трех.
В «зацеплении» своими правильно организованными на поверхности выступами и впадинами (наподобие зубчатых колес) могут находиться лишь частицы одинакового диаметра. «Видя строение сея системы, посмотрим на ее движение. Когда солнечные лучи свет и теплоту на чувствительные тела простирают, тогда зыблющимся (колебательным. — Э. К.) движением эфирные шарички к поверхности оных прикасаются и прижимаются, коловратным (вращательным. — Э. К.) движением об оную трутся. Таким образом совместные (равного диаметра. — Э. К.) эфирные частицы сцепляются с совместными себе частицами первоначальных материй, тела составляющих». Дальнейший ход событий, по Ломоносову, выглядит следующим образом: если на поверхности тела имеются частицы всех трех «первоначальных материй», тогда с ними вступают в «зацепление» все три вида эфирных частиц, через «совмещение теряют коловратное движение» и «тела тогда показываются черными». Остальные цвета получаются при совмещении одного или двух видов частиц эфира соответственно с одним или двумя родами частиц «первоначальных материй». Таким образом, «цветов причина есть коловратное движение эфира, которое теплоту купно сообщает земным телам от Солнца».
Ломоносову не удалось разработать столь же подробно теорию электрических явлений. По-видимому, эмпирического материала, накопленного к его времени, было явно недостаточно, чтобы построить более или менее стройную теорию. Свои мысли об электрических явлениях Ломоносов высказал в «Слове о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих» (1753). В нем он отрицал наличие какой-либо «электрической жидкости», показал идентичность атмосферного и «искусственного» электричества: «Произведенные через искусство электрические искры, которые к приближающемуся персту с треском выскакивают, суть одного свойства (курсив мой. — Э. К.) с громовыми ударами». В этом «Слове» Ломоносов высказал соображения о причинах возникновения атмосферного электричества.
В физической картине мира, которую в течение всей жизни «строил» Ломоносов, наиболее трудным оказался вопрос о причине всемирного тяготения. Выше упоминалось, что он не мог признать дальнодействия, считая его противоречащим закону сохранения движения. Неприемлемой для него была и картезианская вихревая теория, поэтому пришлось вернуться к идее «тяготитель-ной материи», которая, воздействуя на поверхность составляющих тело частиц, «пригнетает» его к земле. Эта концепция приводила к тому, что вес тела оказывался пропорциональным не его массе, а суммарной площади поверхности частиц, составляющих тело.
Та же «тяготительная материя», устремляясь из мирового пространства к Солнцу, изгибает траекторию движения планет и Земли вкруговую. По Ломоносову, центр земного тяготения меняет свое положение в течение суток, причем одновременно изменяется и сила тяготения. Чтобы это подтвердить, Ломоносов создал «универсальный барометр», способный, как он считал, зафиксировать изменение величины силы тяжести, и подвесил в подвале своего дома на Мойке специальный отвес, отклонения которого должны были показать изменение положения центра тяготения. Ученый был велик и в своем заблуждении: в течение ряда лет он вел и систематически записывал показания барометра и отвеса («центроскопического маятника»), на основе которых написал «Диссертацию о перемене тягости по Земному глобусу». Однако эта диссертация также относится к ненайденным работам Ломоносова.
В физических воззрениях Ломоносова, как уже неоднократно подчеркивалось, важнейшее значение имеют законы сохранения. Ломоносову был известен выдвинутый античными атомистами принцип сохранения количества материи как сохранение общего числа атомов при любых происходящих в природе изменениях. Знал и разделял он картезианский принцип сохранения в мире количества движения.
Объединив эти принципы сохранения материи и движения, Ломоносов сформулировал, по-видимому, первым «всеобщий естественный закон», вначале в письме к Л. Эйлеру от 5 июля 1748 г., а затем в опубликованном на латинском и в переводе Ломоносова — на русском языке «Рассуждении о твердости и жидкости, (1760): «Но как все перемены, в натуре случающиеся, такого состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому, так, ежли где убудет несколько материи, то умножится в другом месте, сколько часов положит кто на бдение, столько к сну отнимет. Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения, ибо тело, движущее своей силой другое, столько же оные у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает».
В 1756 г. Ломоносов повторил опыт Бойля, который в конце XVII в. взвешивал металл до и после прокаливания и установил, что после прокаливания вес металла увеличивается. При этом металл взвешивался до запаивания колбы и после изъятия из нее, а прокаливался в запаянной колбе. В отличие от Бойля Ломоносов, взвесил колбу с запаянным в ней металлом до и после прокаливания и установил, «что славного Роберта Бойла мнение ложно, ибо без пропущения внешнего воздуха вес металла остается в одной мере». Эта запись в отчете о его работе за 1756 г. обычно интерпретируется как экспериментальное подтверждение закона сохранения веса при химических реакциях.
На возникающий при этом вопрос, почему Ломоносов не обнародовал результаты этого эксперимента (они так и остались только в записи), советский историк физики Б. И. Спасский дает, как нам представляется, вполне обоснованный ответ. Он считает, что Ломоносов, не признававший пропорциональности между весом тела и его массой, не мог прийти от закона сохранения материи (ее количество он принимал равным массе) к закону сохранения веса. «Более того, согласно Ломоносову, должна существовать известная трудность в объяснении факта сохранения общего веса при химических реакциях».
В 1763–1764 гг. Ломоносов попытался обобщить все сделанное им в «корпускулярной философии» и ее приложениях к различным явлениям природы, замыслив написать «Систему всей физики» и «Микрологию». Однако времени на это уже не хватило-
К естественнонаучным трудам ученого относятся и те его работы, которые не объединены «корпускулярной философией»: это, в первую очередь, труды в области минералогии и горного дела, в области практической астрономии, навигации, приборостроения и др. Они были своего рода связующим звеном с его деятельностью в социально-гуманитарном направлении. Это направление, как и естественнонаучное, Ломоносов начал разрабатывать еще в студенческие годы созданием нового способа «российского стихотворства».
По всей вероятности, социально-гуманитарное направление в творчестве Ломоносова было не только своеобразным выражением особой стороны таланта ученого-энциклопедиста. Оно отвечало насущным потребностям страны, переживавшей становление из русской народности русской нации, и, главное, — период перехода от присущей феодализму средневековой культуры к культуре нового времени.
Интересно показать, как объяснял известный русский историк С. М. Соловьев логику связи естественнонаучных дисциплин и работы Ломоносова в области филологии и языкознания: «Любимым занятием Ломоносова были естественные науки, но по силе своих дарований он не мог быть узким специалистом и русский человек, с возбужденной в высшей степени мыслью, испытывал самое тяжкое чувство, чувствовал себя немым. И понятно, почему высокодаровитый русский человек, естествоиспытатель чувствует обязанность, потребность заняться устройством родного языка, без чего успех русских людей в науках был невозможен».