вещества, нужно знание «первоначальных частиц», т. е. атомов. «Видя у часов одну только поверхность, можно ли знать, какою они силою Движутся и каким образом, разделяя на равные и на разные части, показывают время. Во тьме должны обращаться физики, а особливо химики, не зная внутреннего нечувствительных частиц строения», — писал Ломоносов в «Рассуждении о твердости и жидкости тел» (1760).
Ломоносов хорошо сознавал, что упорядочить наши представления о мире можно, только начав с изучения материи, из которой состоит этот мир. Он не только указывал на неразрывную связь материи и движения, но и постоянно стремился истолковать различные явления и процессы, совершающиеся в природе, как результат особого рода движения частиц, составляющих материю. Поэтому его особенно привлекают вопросы атомно-молекулярной физики, от решения которых, по его глубочайшему убеждению, зависели все дальнейшие успехи естествознания. «Множество физических явлений до сих пор осталось недостаточно объясненным и особливо в той части естественных наук, которая изучает качества тел, происходящие от самых незначительных частичек, вполне недоступных всякому чувству зрения», — пишет он в своей диссертации «Об отношении количества материи и веса».
Для познания этих явлений необходимо было прибегнуть к теоретическим соображениям.
«Корпускулы совершенно недоступны для зрения, поэтому свойства их и способ взаимного расположения должно исследовать при помощи рассуждения», — указывал Ломоносов уже в своей работе «О различии смешанных тел», законченной им в марте 1739 года.
Невозможность при тогдашнем состоянии науки исследовать непосредственно эти первоначальные частицы заставляла Ломоносова искать решения другим путем. «Хотя в нынешние веки изобретенные микроскопы силу зрения увеличили… однако тех частиц, из которых состоят смешанные материи, особливо зрению представить не могут. Например, через Химию известно, что в киновари есть ртуть, и в квасцах земля белая: однако ни в киновари ртути, ни в квасцах земли белой ни сквозь самые лучшие микроскопы видеть нельзя, но всегда в них тот же вид кажется. И посему познания оных только через Химию доходить можно», — говорит он в своем гениальном «Слове о пользе Химии».
Именно химия и должна заняться изысканием «причин взаимного союза», которым первоначальные частицы «в составлении тел сопрягаются». Только познание атомно-молекулярного строения вещества может привести к объяснению его химических и физических свойств. Но в то же время физик и в особенности химик, исследуя различными способами многообразные свойства и изменения тел, или, как выражается Ломоносов, «многими образы в бесчисленных телах умножая и умаляя между частьми союзную силу взаимного сцепления», тем самым приходит и к познанию внутреннего строения и природы самих тел. В этом положении заключена глубокая философская мысль о соответствии методов нашего познания реальному и объективному значению познаваемого мира.
Однако, о чем не забывает Ломоносов, в его время и сама химия «показывает только материи, из которых состоят смешанные тела, а не каждую их частицу особливо», а поэтому и химики должны «разумом достигать потаенного безмерною малостию виду, меры, движения и положения первоначальных частиц, смешанные тела составляющих».
Твердая вера Ломоносова во всемогущество человеческого разума, его полнейшая убежденность в познаваемости мира приводят его к мысли, что когда-нибудь ученые получат возможность более непосредственного изучения строения материи. И с величайшей проницательностью, как бы предвосхищая дальнейшие успехи науки, он говорит: «Подлинно по сие время острое исследователей око толь далече во внутренности тел не могло проникнуть. Но ежели когда нибудь сие таинство откроется, то подлинно Химия тому первая предводительница будет».
Ломоносов мыслил как философ-материалист и умел поэтому находить верные принципы понимания этих глубоких и недоступных еще непосредственному исследованию явлений. Это и дало возможность Ломоносову стать подлинным родоначальником новой атомистики в физике и химии. В отличие от Бойля и Ньютона, представлявших усложнение материи как простое увеличение числа атомов, Ломоносов отчетливо сознавал качественное отличие отдельных форм существования материи, порождающее глубокое изменения всех ее свойств, в том числе и характера движения частиц. В заметках по «Теории электричества, разработанной математическим путем», Ломоносов прямо указывает, что механику крупных тел нельзя целиком переносить на атомно-молекулярные процессы: «В предисловии надо сказать о механике мельчайших частиц и что к ним не везде можно приложить законы чувствительных тел».
Точно так же Ломоносов не мог довольствоваться измерениями количества вещества только на основании установления весовых отношений. Он ставит вопрос о необходимости учитывать качественные особенности вещества при определении его количества. В своей диссертации «Об отношении количества материи и веса» Ломоносов писал, что он вполне согласен с положением Ньютона, что «воздух удвоенной плотности делается учетверенным», но в то же время указывает, что не считает возможным полностью принять это положение, так как «то, что принимается как вполне справедливое для однородных тел, не будет в то же время обязательно приложимо к разнородным телам». «Нет сомнения, — пишет Ломоносов, — что в одном фунте золота материи вдвое меньше, чем в двух фунтах его же, но сомнительно, чтобы в одном фунте воды и в двух фунтах золота было то же отношение материи». В этих словах Ломоносов вполне отчетливо формулирует представление о химических единицах количества вещества, установленных в химии только через пятьдесят лет после его смерти Дальтоном и Авогадро. Задолго до Дальтона в своей диссертации «Элементы математической химии» (1741) Ломоносов указывает на постоянство состава химических соединений и формулирует общие основания закона кратных отношений: «Начало есть тело, состоящее из однородных корпускул. Смешанное тело есть то, которое состоит из двух или нескольких различных начал так соединенных между собой, что каждая отдельная его корпускула имеет такое же отношение частей начал, из которых тело состоит, как [для целых отдельных начал] имеет и все смешанное тело».
Особенно замечательно, что Ломоносов пришел и к мысли, что «корпускулы» (молекулы) разнородны и образуют разнородные тела, когда входящие в их состав «элементы» (атомы) соединены между собой различным образом. В диссертации «Элементы математической химии» Ломоносов дает такое определение корпускулы: «Корпускула есть собрание элементов в одну небольшую массу. Корпускулы однородны, если состоят из одинакового числа одних и тех же элементов, соединенных одинаковым образом. Такого рода корпускулами являются корпускулы одинаковой массы, у которых часть подобна целому… Корпускулы разнородны, когда элементы их различны и соединены различным образом или в различном числе; от этого зависит бесконечное разнообразие тел».
Только в 1829 году шведский химик Я. Берцелиус, установив, что винная и виноградная кислоты представляют собой химические соединения одинакового состава, но с различными свойствами, ввел в науку понятие изомерии, указывающее на различие в структуре молекул при одинаковом числе входящих в нее атомов. Перегруппировка атомов внутри молекулы и вызывает различие в химических и физических свойствах получаемых соединений.
Атомистическое учение пронизывает всё мировоззрение Ломоносова, является главнейшей основой его материалистического понимания действительности. Ломоносов стремится найти в совмещении и взаимодействии материальных частиц объяснение всех решительно явлений природы, представить как молекулярный и физико-химический процесс, «всех чувств действия и других чудных явлений и перемен, в натуре бывающих». Таким путем он объясняет и возникновение наших ощущений и представлений, подчиняя их воздействию внешнего, объективно существующего мира. «Жизненные соки в нервах таковым движением возвещают в голову бывающие на концах их перемены, сцепясь с прикасающимися им внешних тел частицами. Сие происходит нечувствительным временем для беспрерывного совмещения частиц по всему нерву от конца до самого мозгу», — говорил Ломоносов в своем «Слове о происхождении света» в 1756 году.
Атомно-молекулярное учение Ломоносова, хотя оно и оставалось долгое время не известным во всем своем объеме, всё же оказало заметное влияние на развитие русской теоретической мысли в области физики и химии. Четко сформулированные Ломоносовым указания на свойства и взаимодействия атомов и молекул получили дальнейшее раскрытие в трудах русских химиков Н. Н. Бекетова, Николая Соколова, Н. Н. Зимина, А. М. Бутлерова и Д. И. Менделеева, знавших о химических воззрениях Ломоносова и восхищавшихся их смелостью и глубиной.
