Ломоносов многое сделал для дальнейшей разработки атомистической теории. Он связал в единое целое материю и движение, заложив этим основы атомно-кинетической концепции строения материи, позволившей с материалистических позиций объяснить многие процессы и явления, наблюдаемые в природе. Считая движение одним из коренных, неотъемлемых свойств материи, Ломоносов никогда не отождествлял материю и движение. В движении он видел важнейшую форму существования материи. Движение он считал источником всех изменений, происходящих в материи. Весь материальный мир — от огромных космических образований до мельчайших материальных частичек, из которых состоят тела, Ломоносов рассматривал в процессе непрерывного движения. Это в одинаковой мере относилось как к неодушевленным веществам природы, так и к живым организмам.
Русский ученый рассматривал животный и растительный мир природы, все живые и развивающиеся организмы как конгломерат, т. е. механическое соединение, состоящее из простых неорганических тел, которые, в свою очередь, представляли собой совокупность мельчайших частиц. Ломоносов утверждал, что «хотя органы животных и растений весьма тонки, однако они состоят из более мелких частиц, и именно из неорганических, т. е. из смешанных тел, потому что при химических операциях разрушается их органическое строение и из них получаются смешанные тела. Таким образом, все смешанные тела, которые производятся из животных или растительных тел природою, или искусством, так же составляют химическую материю. Отсюда явствует, как широко распространяются обязанности и сила химии во всех царствах тел».
Атомно-кинетическая концепция Ломоносова, основанная на материалистических принципах строения всех видов материи, прочно вошла во все области естественных наук, явилась основой материалистической философии. Одним из наиболее устойчивых законов природы ученый считал причинную связь между материальными объектами, выражаемую их многочисленными свойствами и особенностями.
Особенную роль причинных связей Ломоносов видел в живой природе, в мире органических веществ. Именно, здесь, утверждал Ученый, «частицы тел оказываются устроенными и связанными Друг с другом так, что причина одной части заключена в другой, с ней связанной. В неорганических телах частицы, кроме взаимного сцепления и расположения, не имеют причинной связи». Таким образом, принцип материального единства мира ученый распространял и на живые организмы.
Все изменения, происходящие в живом и мертвом веществе, Ломоносов связывал с процессами движения. Однако в эпоху механистического материализма, когда все процессы природы рассматривались в соответствии с законами механики, Ломоносовне смог отойти от общепринятых традиций. И для него процесс движения представлялся прежде всего как перемещение тел в пространстве. Он различал три формы движения. «Для каждого тела,— считал ученый,— можно представить себе и могут существовать лишь три движения, к которым сводятся все остальные виды движения: 1) поступательное, когда все тело непрерывно меняет свое положение; 2) вращательное, когда тело, оставаясь в том же положении, вращается вокруг постоянной или переменной оси; 3) колебательное, когда тело на ничтожном пространстве движется взад и вперед частыми чередованиями».
Ломоносов утверждал, что движение материи существует вечно. В своих работах он безоговорочно отвергал идеалистические измышления о «первотолчке», т. е. о действии потусторонних, божественных сил, в наличии которых был уверен великий предшественник Ломоносова И. Ньютон. В труде «О тяжести тел и об извечности первичного движения» Ломоносов различает первичное и производное движение. Первичным движением он считал такое движение, которое не порождается другим движением, существует вечно. Под производным движением ученый понимал то движение, которое зависит от другого движения, от действия различных сил. например силы тяжести в случае ускоренного движения падающего тела.
Отсюда можно заключить, что было нечто внешнее, что его двигало, и, следовательно, первичное движение не было первичным, что однако содержит противоречие. Поэтому необходимо принять противоположное утверждение и признать, что первичное движение никогда не может иметь начала, но должно длиться извечно».
У Ломоносова, как и у его предшественников, философов-материалистов XVII—XVIII вв., в основе учения о движении лежат законы механики. На основе этих законов Ломоносов стремился объяснить и протекающие в живом организме сложные физиологические и биологические процессы. Однако русский ученый пытался преодолеть узкие рамки современного ему механистического материализма. Он рассматривал явления нагревания и охлаждения как результат теплового движения частиц самой материи. В электрических и световых явлениях он также видел своеобразные формы движения частиц, из которых состоит окружающая среда — эфир. Ломоносов решительно отвергал мифическую невесомую жидкость — «теплород», равно как «электрическую жидкость» и «световое вещество». Явления теплопередачи, электричества и света, несмотря на их огромное качественное различие, Ломоносов объяснял разными видами движения материальных частиц.
Таким образом, в философских построениях доломоносовского периода движение рассматривалось в отрыве от материи. В атомно-кинетической концепции, разработанной основоположником русской науки, убедительно доказывается, что источник движения заключен в самой материи. Единая картина мира, разработанная Ломоносовым, основана на констатации непрерывной связи и единства материи и движения, на признании их вечного существования.
Выдающимся научным достижением Ломоносова является открытый им закон сохранения материи и движения. Первая формулировка этого всеобщего закона природы содержалась в письме Ломоносова к Л. Эйлеру, датированном 5 июля 1748 г.
«Все встречающиеся в природе изменения происходят так,— писал ученый,— что если к чему-либо нечто прибавилось, то это отнимается у чего-то другого. Так, сколько материи прибавляется какому-либо телу, столько же теряется у другого, сколько часов я затрачиваю на сон, столько же отнимаю от бодрствования, и т. д. Так как это всеобщий закон природы, то он распространяется и на правила движения: тело, которое своим толчком возбуждает другое к движению, столько же теряет от своего движения, сколько сообщает другому, им двинутому».
В дальнейших своих исследованиях Ломоносов неоднократно ссылался на закон сохранения, экспериментально подтверждал его истинность.
В многочисленных исследованиях и высказываниях, характеризующих существо процессов движения в их взаимосвязи с материей, Ломоносов значительно опережал выводы современного ему естествознания. В его работах были сделаны первые шаги в раскрытии диалектики природы, которую он пытался рассматривать не как застывшую, окостенелую систему, а в процессе непрерывного развития. «Тела,— писал он,— не могут ни действовать, ни противодействовать взаимно без движения... Природа тел состоит в действии и противодействии... а так как они не могут происходить без движения... то природа тел состоит в движении, и, следовательно, тела определяются движением»24. Однако Ломоносов, как уже говорилось, жил в век механистического материализма. Он понимал движение как простое механическое перемещение тел. В этих условиях не представлялось возможным полностью раскрыть подлинную физическую картину диалектического единства, глубокой неразрывной связи материи и движения.Ломоносову принадлежит не только формулировка всеобщего закона природы, но и осуществление экспериментального подтверждения этого универсального закона. Опытную проверку принципа сохранения вещества наиболее убедительно можно было произвести путем исследования химических процессов. Именно при химических превращениях вещество одного тела частично или полностью переходит в другое тело.
Повторяя опыты Р. Бойля, Ломоносов производил обжиг свинца в закрытых сосудах. Однако он не вскрывал реторту после прокаливания в ней металла. Он взвешивал ее вместе с содержимым до и после опыта. В результате было установлено, что вес сосуда с находящимся в нем металлом в процессе прокаливания не изменился. В отчетном рапорте президенту Петербургской академии наук о работах, осуществленных в 1756 г., Ломоносов писал: «Между разными химическими опытами, которых журнал на 13 листах, деланы опыты в заплавленных накрепко стеклянных сосудах, чтобы исследовать, прибывает ли вес металлов от чистого жару; оными опытами нашлось, что славного Роберта Боила мнение ложно, ибо без пропущения внешнего воздуха вес сожженного металла остается в одной мере».
Одновременно с опытами по прокаливанию свинца в запаянных сосудах, содержащих воздух, Ломоносов предпринял серию экспериментов по кальцинации металлов в условиях частичного вакуума. В рукописях Ломоносова, относящихся также к 1756 г., сохранилась программа намеченных им физико-химических исследований. На одной из страниц под заголовком «Химические
М. В. Ломоносов в Химической лаборатории за проверкой опытов Р. Бойля. Линогравюра Н. Г. Наговицина, 1958 г.
операции, которые нужно сделать в пустоте» намечено «плавить: 1. Олово. 2. Свинец. 3. Смесь из обоих. 4. Золото. 5. Серебро. 6. Медь. Свинец и олово нагревать до каления. Цинк, висмут, королек (по-видимому, королек сурьмы.—Лег.), кобальт»27.
Эта обширная программа плавления и кальцинации металлов в сосудах, из которых откачивался воздух, начала осуществляться уже в 1756 г.
К сожалению, лабораторный журнал Ломоносова и записи о результатах его опытов по прокаливанию металлов в условиях вакуума, по-видимому, пропали; во всяком случае, до сих пор они не обнаружены. Однако нетрудно представить себе, что и в этих опытах вес кальцинируемого свинца, олова и других металлов также увеличивался. Это объясняется тем, что поршневые воздушные насосы, применявшиеся Ломоносовым и его современниками, не могли обеспечить создания в закрытой реторте необходимого вакуума.