В стеклянный сосуд с морозящей материей опущена U-образная стеклянная трубка со ртутью, в которую вмораживались с двух сторон железные проволочки. Одна проволочка контактировала с кондуктором электрической машины, другая – с электроскопом. Когда электрогенератор начинал вырабатывать электричество, то электрометр тут же показывал его наличие на проволочке, находящейся после замерзшей ртути. Жидкая и замерзшая ртуть оказались токопроводнми, как и все известные в то время металлы. Последняя точка в доказательство того, что ртуть является металлом, была поставлена именно М.В.Ломоносовым. Точная дата этого события неизвестна, но это было в январе 1760 года. Отметим еще одну тонкость эксперимента. На участке электрической цепи между твердой ртутью и электрометром экспериментатор свечками накаливает докрасна железную проволочку. Вывод однозначен: “Электрическая сила действует сквозь замороженную ртуть и сквозь раскаленное железо”.
И этот вывод для науки того времени был новым. Именно в это время мировая наука начинает понимать зависимость электропроводности всех тел от их температуры. В 1762г. Франклин опишет опыт Чарльза Кавендиша (отца всем известного Генри Кавендиша), который провел исследование по электропроводности стекла в зависимости от его температуры. Оказалось, что достаточно сильно нагретое обычное стекло становится токопроводным. Этот опыт организовать было намного проще, чем Ломоносовский. Ведь нагреть стеклянную трубку с впаянными в стекло электродами было гораздо проще, чем замораживать ртуть. Но этот опыт Франклин, называя “очень остроумным” добавляет: “Остается только пожелать, чтобы этот благородный философ побольше сообщал человечеству о своих опытах.” Конечно, опыт Ломоносова по электропроводности замерзшей ртути неоднократно повторялся другими, но позже, так как в западных странах опыты по замораживанию ртути смогли провести только через десятилетия. [ 7. c.206 ]
Сенсация по поводу открытия в Петербурге скоро стихла, повторить опыты по горячим следам никто не мог и результаты электрического эксперимента были надолго забыты не только на Западе, но и в России. Полное описание этого опыта Ломоносов по-видимому готовил для своей “Теории электричества, изложенной математически”, над которой работал с 1756г, но оставшейся незавершенной. После описываемых событий великого ученого в 1762 и 1763гг “едва не свели в могилу” болезни, да и прожил он всего до 1765г. К тому же крупные неприятности в академии не давали времени для творческой работы в последние годы жизни. Конечно, оставалась напечатанной его работа в количестве 412 экземпляров. Увы, с ней приключилась недостойная науки история.
В “Истории Императорской Академии наук”, написанной академиком П.П.Пекарским в 1873г. можно прочесть следующее. “Это произведение нашего академика постигла странная участь – его забыли внесть в наиболее распространенные издания собраний сочинений, так что оно было потом перепечатано только один раз в издании 1778 года и которое ныне составляет библиографическую редкость. Не удивительно, что о «Рассуждении» Ломоносова касательно твердости и жидкости тел не встречается ни в одном отзыве позднейших ученых”. [ 8 ], [ 9 ]. (Курсив наш Б.Х.)
Действительно участь более, чем странная. Если учесть, что М.В.Ломоносов имел много врагов можно предположить, что странность была преднамеренной. Среди злейших его врагов энциклопедия Брокгауз и Ефрон числит и нам уже знакомого академика Г.Ф.Миллера, в период с 1757 по 1765гг несшего службу в качестве непременного секретаря Петербургской академии. Мы помним, что он не реагировал на сообщение о замерзание ртути в 1734г, потом дает за границу неверные сведения, за что имел большие неприятности. Можно предположить, что по неизвестным нам причинам именно он мог сделать так, чтобы эта работа не попалась на глаза издателям. Ведь он вел переписку академии и протоколы всех заседаний, и их архивы и осуществить содеянное не вызвало бы у него трудности. Тем более, что та же энциклопедия пишет о Миллере будто он “не всегда оказывался безупречным в своих отношениях с сочленами”.
Академик В.И.Вернадский, характеризуя Миллера пишет, что он “не был творцом нового в теоретической и научной мысли, подобно Эйлеру или Ломоносову, но подобно им, он был проникнут глубоким пониманием научного метода, владел им мастерски”. Возможно, это была просто зависть к таланту и это только наше предположение. Но случилось то, что случилось.[ 10 ]
IV
На этом злоключения этой работы Ломоносова не заканчиваются. В период с 1768 по 1900гг вышло семь изданий собраний его сочинений и ни в одно эта работа не попала. Лишь в пятый том академического издания в 1902г. этот труд ученого увидел свет. Однако текст был напечатан только на русском языке и не были воспроизведены чертежи и рисунки, без которых текст “Рассуждения” был непонятен. Так из поля зрения исследователей творчества Ломоносова выпала одна из интереснейших его работ.
C 1940 года Академия наук СССР начинает издавать Ломоносовские сборники, в которых помещаются вновь найденные материалы и статьи о его научной деятельности. В некоторых разбираются и криогенные опыты Брауна и Ломоносова. Никаких новых сведений об электрическом опыте в них нет. [11, 12] Наконец, к 250-летию со дня рождения русских физиков (они были одногодки) М.В.Ломоносова и Г.В.Рихмана вышла книга А.А.Алексеева “Возникновение науки об электричестве в России”. В ней этот опыт вообще не упоминается. Но неумолимо возникает вопрос, какие же цели ставил перед собой исследователь, начиная криогенные электрические опыты. Можно ли хоть что-нибудь найти по интересующему нас вопросу? [ 13 ]
Наверняка что-то было в архивах ученого. Но этот архив "по высочайшему повелению” опечатал граф Г.Орлов и сам распоряжался его сортировкой. Что и куда попало малоизвестно, но находки вполне возможны. Остальные документы можно найти в 11 - томном Полном собрании сочинений ученого. Мало найдется русских ученых, творчеством которых занимались бы историки науки так широко и настойчиво, как Ломоносовым и все работы его рассмотрены и пересмотрены и было мало надежд найти что-то новое. Но находит тот, кто ищет.
Известно, что М.В.Ломоносов перевел на русский язык первый учебник для университета “Вольфианскую экспериментальную физику”. Она была издана в 1746г. и потребовалось ее переиздание – “за продажею вся в расходе”. В марте 1760г. было решено издать ее вторым тиснением. Ломоносов понимал, что за время между изданиями учебник изрядно устарел. Учебник требовался срочно, а времени было мало. Поэтому было решено к существующему тексту сделать прибавления. По мнению автора “прибавлений” они должны были “изъяснять действия и перемены, зависящие от тончайших нечувствительных частиц, тела составляющих”. Под этими частицами современный читатель может разуметь и атомы, и молекулы, и даже электроны, но все вместе это должно было отражать систему взглядов Ломоносова на физику явлений.
О том, что работа над докладом в Академии и написание “Прибавлений“ шла параллельно без сомнений доказывает календарь. Дата прочтения доклада – 6 сентября 1760г, а текст “Прибавлений“ подписан Ломоносовым 15 сентября того же года. [ 14 ]
Теперь приведем физические взгляды того времени на электричество вообще: “Электрическая субстанция состоит из чрезвычайно малых частиц, так как она способна проникать в обыкновенную материю, даже в самые плотные металлы, с большой легкостью и свободой“. [ 7, c.53 ] О том, что электричество движется с чрезвычайно большой скоростью было хорошо известно сразу после изобретения лейденской банки, т.е. до Франклина.
Теперь наступило время привести цитаты из “Прибавлений“ Ломоносова, несомненно относящиеся к зимним опытам января 1760г. Мы специально выделяем их полужирным шрифтом.
«Вновь найденные электрические опыты показывают, что посторонняя материя, двигаясь великою скоростию в скважинах тел холодных, их не разжигает», то есть не нагревает. Тут никакой нет загадки, четко и ясно, что посторонняя материя – это электрическая субстанция, а холодные тела – это замерзшая ртуть. Напомним, что Ломоносов был сторонник кинетической теории тепла и там же можно прочесть, что «движение частиц, тела составляющих есть теплоты причина». [ 5, c.436 ].
Вот и всё, что далось найти. Но и это многого стоит. Теперь понятно, что экспериментатор, как сторонник кинетической теории тепла, ожидал повышения температуры ртути. В связи с тем, что у него не могло быть термометров для таких температур, он, видимо ждал расплавления ртути. Этого не произошло. Отсюда такой вывод.
Следует сказать, что наука того времени не имела представления о движении электрических зарядов (электрическом токе). Ломоносов считает, что при работе электрической машины через ртуть всё время движется электрическая субстанция. Этого не было. Через замерзшую ртуть прошло только маленькое количество электричества, необходимое для зарядки выходящей из ртути проволочки. Иначе вывод Ломоносова означал бы, что замерзшая ртуть обладает сверхпроводимостью.
Сверхпроводимость ртути при температурах гораздо более низких, чем у Ломоносова обнаружил в 1911г. лейденский профессор Камерлинг-Оннес. Это произошло через 150 лет после экспериментов в Петербурге и произвело такую же как тогда сенсацию в ученом мире. Нобелевская премия справедливо увенчала труды голландского ученого и наметила пути развития физики на ближайшие годы. Но путь к такому открытию начинался в России, а об этом почти никто не помнит.
V
В этом году исполняется 250 лет опытам по замораживанию ртути. Не только это событие требует от нас внимания к этому факту. В 2011 году исполняется трехсотлетняя годовщина со дня рождения великого русского ученого. Юбилей Ломоносова обязательно будет отмечаться научной общественностью и это наш вклад в это событие. Тем не менее хочется отметить такой неприглядный факт у нас в стране, как пренебрежительное отношение к нашим же ученым. Почти всем известен первооткрыватель электрической дуги русский физик В.В.Петров. Но не все знают, что стало известно об этом открытии на родине почти через сто лет и то случайно. Про этот эксперимент Ломоносова мы тоже узнаём, всего-навсего через четверть тысячелетия!