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».
«Третий натуральный способ рождения или произвожаения камней» Ломоносов назвал «проницанием». Это когда «в глину либо песок входит вода и с собою вносит тонкую земляную нечувствительную материю, которая после служит вместо некоторого клея рухлым частям песку или глины». Указывает он и на то, что «проницанием вод минеральных разного цвета» вновь рожденные камни окрашиваются в разные цвета Ныне подобные процессы называют цементированием.
Далее Ломоносов описывает «сгущение» и «зернование», что теперь именуют коагуляцией и кристаллизацией.
Ломоносов не только описывал различные «способы рождения» минералов, но и подыскивал примеры для них в русской природе, указывая на серые глины на крутом берегу реки Вуксы (Вуоксы) в Карелии, на озере Лача близ Каргополя, где происходит образование ила, и пр.
Ломоносов собирался также ставить опыты с целью воспроизвести минералы в условиях их образования в земных слоях, а для этого изучал взаимодействие разных растворов с горными породами. Занимала его и мысль об искусственном изготовлении минералов.
Имя Ломоносова запечатлено ныне в минералогии и названием минерала, найденного советскими учеными в пегматитах — жильной горной породе, состоящей из крупных кристаллов полевых шпатов, кварца, слюды и др. Он богат фосфором и легко плавится перед паяльной трубкой, превращаясь в стекловидную массу; кристаллизуется в продолговатые пластинки небольшого размера темно-коричневой или почти черной окраски. Этот минерал назван «ломоносовитом».[299]
Стремление Ломоносова изучать геологические явления в их взаимной связи, его понимание жизни Земли, как непрерывного процесса, привлекло его мысль к состоянию земной поверхности и совершающимся на ней изменениям. Он указывает на преобразующую роль воды, которая разрушает горы и превращает их в валуны, песок и глину, отмечает деятельность морского прибоя, прибрежных льдин, указывает, что россыпные месторождения золота, оловянного камня «протекающие из гор ручьи туда наводят» и т. д.
Ярко и образно описывает он эту неустанную работу природы. Родившись на берегах великой северной реки, Ломоносов с юных лет наблюдал могучее действие весеннего половодья. «Надменные преизобилием вешних вод великие реки, — пишет он в своем сочинении «О слоях земных», — поднимают тяжкие свои земные кровли и, отрывая части от берегов, тянут на себе вниз быстриною. Упирая, отираясь и
