Ломоносов: к 275-летию со дня рождения: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Иначе строилась система воззрений Ломоносова. «Все, что есть или совершается в телах, происходит от сущности и природы их,— писал он,— но сущность тел состоит в конечном протяжении и силе инерции, а природа — в движении их, и потому все, что есть в телах или совершается в них, происходит от конечного протяжения, силы инерции и движения их» (3, 1, 185). Постоянно подчеркивалось, что «природа тел состоит в движении, и, следовательно, тела определяются движением»; «никакое изменение не может произойти без движения» (3, 1, 183). Но движение в его системе природы — это не конечная ступень. «Движение, — по его признанию,— должно быть в материи, и как движение без материи, так и огонь без движения быть не может» (3, 3, 436); «движение не может происходить без материи» (3, 2, 9). С материей связывает Ломоносов и протяженность и инерцию: «...протяжение и сила инерции тел зависят от материи» (3, 1, 173). Именно материя оказывается основой природных тел и их изменений.

В его работах встречается несколько определений материи. «Материя есть то, из чего состоит тело и от чего зависит его сущность»,— пишет он в «Опыте теории о нечувствительных частицах тел и вообще о причинах частных качеств» (там же). В заметках ученого встречается и такое определение: «...материя есть протяженное несопроницаемое, делимое на нечувствительные части (сперва, однако, сказать, что тела состоят из материи и формы, и показать, что последняя зависит от первой)» (3, 1, 107).

Ломоносов различал два вида материи — «собственную» и «постороннюю». «Собственная материя — та, из которой тело состоит и известным образом определяется; при ее изменении неизбежно изменяется и само тело. Посторонняя материя — та, которая заполняет в теле промежутки, свободные от собственной материи...» (3, 1, 283). Посторонняя материя отождествляется с эфиром. Материальность эфира («и эфир есть тело» (3, 1, 121)) оговаривается специально. Спецификой эфира является только то, что он — «тело тончайшее, весьма текучее и весьма способное к движению всякого рода» (3, 3, 287). Помимо этих двух основных видов материи ученый оперировал в своих построениях еще одним видом материи — «тяготительной», — воздействием ее частиц осуществляются эффекты тяготения.

Все явления и процессы в природе осуществляются движением материальных, т. е. протяженных, непроницаемых, обладающих инерцией, тел — это основная идея всех работ Ломоносова. Вопрос о том, почему существует инерция и непроницаемость тел, он отбрасывал, считая, что нет нужды искать достаточных оснований для «необходимых свойств телесных». В данном случае вполне допустимо ограничиться определениями: «Под протяжением понимают измерение в длину, ширину и глубину, с котором неразрывно связан вид тела, т. е. определенное положение границ, в которых заключена протяженность тела. Несопроницаемостью называется то, в силу чего одно тело не может находиться вместе с другим, одинаковым с ним, в одном и том же пространстве... То свойство, по которому тела, приведенные в движение, противятся силе, останавливающей движение, а тела покоящиеся борются с силой, их толкающей, зовется силой инерции» (3, 1, 281—283).

Глубинные изменения макротел зависят от движения, взаимодействия составляющих их частиц, поэтому «наука о мельчайших частицах, от которых происходят частные качества ощутимых тел, столь же необходима в физике, как самые эти частицы необходимы для создания тел и произведения частных качеств» (3, 1, 371). Анализ мира частиц, по Ломоносову, даст ключ к познанию всей природы; система природы, которую он создает, именуется «корпускулярная философия».

В соответствии с его взглядами корпускулы — это «физические частицы». Он специально подчеркивает, что «нечувствительные физические частицы сами также являются телами» (3, 1, 205), что «каждая нечувствительная физическая частица состоит из определенного количества материи» (там же).

Движение корпускул подчинено механическим законам: «...тела любой протяженности, самые большие и самые малые, подчинены законам механики...» (3, 1, 285). Правомерность экстраполяции законов макромеханики на микромир Ломоносов основывал на постулате: «...природа крепко держится своих законов и всюду одинакова» (3, 1, 135). Однако постулаты не решают, с его точки зрения, всей проблемы. Полное доказательство наступит в результате экспериментальной работы и серии математических рассуждений. В течение всего следующего столетия атомизм держался на идее единства законов макро- и микромира, применяя законы механики твердых тел к молекулам и атомам.

Корпускулы по степени сложности подразделяются на несколько видов. Для простейших структур вводится понятие «элемент», т. е. «часть тела, не состоящая из каких-либо других меньших и отличающихся от него тел». Корпускула — «собрание элементов, образующее одну малую массу» (3, 1, 79). Среди корпускул могут быть первичные, состоящие из элементов, и производные — «имеющие основание своего сложения в других меньших, чем они, корпускулах...» (3, 1, 25). Нередко термин «корпускула» употребляется как наиболее обобщенный; тогда он применим и к элементам. Вводимая Ломоносовым градация корпускул отвечает делению частиц на атомы и молекулы, получившему признание лишь в XIX в.. С атомизмом такого рода в структуру материи входила многокачественность, открывалась возможность для появления идеи о многоэтапной генерации одних форм материи в другие (см. 43, 334—335).

Возникала стройная система природы, в которой все находило свое объяснение в закономерном движении макро- и микротел. Такую систему Ломоносов создавал вполне сознательно. «Полная система природы, заключающейся в мельчайших [частицах]» (3, 3, 241), являлась целью его работ. Взаимодействующие материальные макро- и микротела складываются в единую гармоничную природу, создают «согласный строй причин; единодушный легион доводов; сцепляющийся ряд» (3, 3, 493). «Самоочевидная и легкая для восприятия простота. Гармония и согласование природы» (там же) естественно вставали на свое место в системе его взглядов. Природа оказывалась единым взаимосвязанным целым, в котором все детерминировано движущейся материей. Цельность и взаимосвязь природы приводят, по мнению Ломоносова, к тому, что любое изменение в одном месте обязательно связано с изменением в другом. При этом ничто не пропадает бесследно и не возникает из ничего. Логика воззрений привела его к принципу сохранения материи и движения.

Идея несотворимости и неуничтожимости материи была достаточно ясно выражена уже на ранних стадиях развития материализма (Демокрит, Лукреций Кар). В науке Нового времени эта идея сочеталась с разработкой, на основе точных количественных отношений, принципов сохранения.

В период развития классической механики было обнаружено, что при механических взаимодействиях количество движения остается постоянным. Правда, в начале XVIII в. еще продолжались споры относительно точного определения «количества движения».

Следующий этап был связан с совершенствованием химических исследований и подготовлен работами Ломоносова, Лавуазье, связанными с открытием закона сохранения вещества в химических реакциях.

Механистический материализм не способствовал пониманию того, что отдельные законы сохранения — это частные случаи всеобщего закона вечного сохранения никем не созданной единой движущейся материи. Исследование постоянства количества движения в механических процессах нередко сочеталось с отрицанием единства материи и движения.

Ломоносов руководствовался самой широкой и обобщенной трактовкой принципа сохранения материи и движения. Эту трактовку мыслитель излагал неоднократно: в знаменитом письме Л. Эйлеру (1748), в работе «Рассуждения о твердости и жидкости тел» (1759), изданной на русском и латинском языках. Он писал: «Но как все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому, так, ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте... Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения; ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оныя у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает» (3, 3, 383). Не только частные принципы сохранения, но и «всеобщий естественный закон», охватывающий и материю, и движение, видел Ломоносов. «Рассуждения о твердости и жидкости тел» привлекли внимание О. Ру, энциклопедиста, друга Дидро. Явно одобряя содержание работы, он составил на нее аннотацию со словами: «Основательностью своих умозаключений автор показал, какой успех в области физики был достигнут в России со времени славного царствования Петра Великого» (58, 209—210).

Движущаяся материя, в понимании Ломоносова, оказывается настолько всеобщей, всеобъемлющей, что закон сохранения ее дополняется выводом о несотворимости движения. Ломоносов отказывается от концепции первотолчка. «Первичное движение,— по его словам,— не может иметь начала, но должно существовать извечно» (3, 2, 201).

В «корпускулярной философии» Ломоносова признается одна субстанция — материя, обладающая неотъемлемым от нее движением. Движущаяся материя — единственный и всеобщий источник природных явлений, все происходящее определяется естественными законами, свойственными материи. Движущаяся материя и естественные законы лежат в основе мира макро- и микротел. Уровень микротел, без анализа которого невозможно полное познание природы, тоже сугубо материален — прежде всего эта мысль заключалась в положении Ломоносова, что «природа крепко держится своих законов и всюду одинакова». Представления о свойствах «физических частиц», закономерностях их движения, относящихся к классической механике, соответствовали идеям его времени и имели преходящий характер.

В концепции Ломоносова особенно существенно понимание характера взаимодействия тел. Он не только подчеркивает естественность процессов взаимодействия, но и воспринимает их включенными в единое, всеобщее, гармоничное целое. Движение отдельных тел — эффект внутренних взаимодействий, естественно протекающих в едином, взаимосвязанном целом. Естественное бытие — не механический агрегат различных элементарных взаимодействий (как это следовало бы по сути механистического воззрения), оно обладает многообразной, напряженной деятельностью, включая развитие. Процессам развития Ломоносов уделял большое внимание, особенно в работах 50-х годов.

Сложность, многосторонность целого не исключает того, что все в нем совершается без участия каких-либо не поддающихся познанию, таинственных, трансцендентных сил. В системе Ломоносова ни на одном этапе познания не возникает потребность обращения к сверхъестественным факторам. Демиург перемещался в область эмоциональных переживаний исследователя, пораженного величиной, безмерностью и многообразием мира, но в логике рассуждений все обходилось без его участия. Столь решительное устранение его из сферы научного познания, предметом которого является единое, взаимосвязанное, многостороннее, естественное бытие, не было свойственно наиболее влиятельным философским концепциям конца XVII — начала XVIII в., включающим новую картину мира, связанную с развитием естествознания.

Ограниченность понимания материи, ее свойств, характерная для XVIII в., выявилась позже, в развитии естествознания кризис назрел лишь к концу XIX в. Разумеется, и раньше возникали неудобства, вызванные отождествлением свойств материи со свойствами вещества, но такая трактовка материи соответствовала разработанным в ту пору принципам познания. Она позволяла укрепиться мировоззрению, на основе которого познание освобождалось от диктата религии. Новое мировоззрение решительно подрывало монопольные позиции религиозного сознания.

Ломоносов последовательно придерживался своей системы воззрений, несмотря на трудности, с которыми встречались корпускулярные идеи. В середине XVIII в. атомизм почти исчез из естественнонаучных построений. Естествоиспытатели приступили к тщательному изучению новых областей природы. Происходило становление химии, физики электричества, и это повлекло за собой новые веяния в науке и философии. Многие из прежних представлений были поставлены под сомнение. Механистический атомизм, уж очень напоминавший слепок с мира макротел, заслуживал критического анализа, поскольку его приложимость к электрическим и химическим явлениям была весьма спорной. Неудовлетворенность имеющейся концепцией привела к тому, что динамизм все более стал завоевывать предпочтение. В середине XVIII в. на динамических принципах разработал теорию материи Р. И. Бошкович. Его концепция, изложенная в сочинении «Теория естественной философии, приведенная к единому закону сил, существующих в природе» (1758), свидетельствует о замечательном таланте ее создателя. С. И. Вавилов говорил о Бошковиче, что «трудно отыскать в XVIII в. другого столь тонкого аналитика основных понятий физики о пространстве, движении, материи и силах» (12, 225).

Отталкиваясь от ньютоновских представлений, Бошкович устранил из понятия материи непроницаемость и «массивность», заменив их свойством кинематической инерции. Место атомов, отвечающих представлениям механистического атомизма, в его теории заняли непротяженные точки, являющиеся центрами энергии, центрами сферы, образованной силами притяжения и отталкивания, пронизывающими пространство. Электрические явления, гравитация, сцепление, растворимость, химическое сродство — все объяснялось действием сил притяжения и отталкивания, эффект которого меняется в зависимости от расстояний между центрами силовых сфер и скорости их движения.

Влияние Р. И. Бошковича испытали Дж. Пристли, Г. Дэви, М. Фарадей, Кельвин (Уильям Томсон), Дж. К. Максвелл. Его взгляды оказались особенно благотворными для формирования идеи электромагнитного поля. Фарадей, первым выяснивший те условия, благодаря которым физики смогли говорить о передаче действия через «реальное» поле вместо действия на расстоянии, отмечал близость своих воззрений теории Бошковича.

Родственными динамизму, но более примитивными были так называемые флюидные концепции (в том числе флогистонная), которые широко использовали естествоиспытатели XVIII в. для описания теплоты, электричества, магнетизма, химических реакций. Существовали две точки зрения на флюиды: первая рассматривала флюиды как субстанцию, для которой характерна только континуальность; вторая признавала флюиды макроскопическим результатом движения дискретных частиц, корпускул. Так или иначе, во флюидных концепциях континуальность становилась одним из основных, если не основным, свойств субстанции физических процессов (в отличие от традиций механистического атомизма, отличавшего материальную субстанцию признаком дискретности).

Различия этим не ограничивались. Флюидные теории возрождали аристотелевские представления об изначальной многокачественности многих субстанций, несводимых к единому всеопределяющему движению материальных частиц. Флюиды типа «теплотвор», «светотвор», «флогистон», «электрическая материя» представлялись последними физическими сущностями, о природе которых ставить вопросы не имеет смысла.

С развитием новых областей науки в мир количественных представлений, созданных мировоззрением классической механики, постепенно начало проникать понятие качества; флюидно-флогистонная эпоха по-своему отразила этот процесс. Однако ее представления слишком напоминали аристотелевские, в борьбе с которыми наука выработала принципы детерминизма в их механистической разновидности, казавшиеся, однако, абсолютными. Идеи флогистона несли в себе многие элементы, которые обнаружились позже в учениях об энергии, электромагнитном поле.

Динамизм и флюидные теории вводили представления, существенные для будущей физики поля; но что касалось ближайшего этапа развития химии, перехода от механической к химической атомистике, то их роль была главным образом отрицательной. И здесь помимо идеи дискретности, пожалуй, прежде всего следует говорить о проблеме веса. Химическая атомистика возникла на основе понятия веса. Вес служил решающим фактором, отличающим частицы различных родов материи. В динамизме с весом все обстояло иначе. В теории Бошковича вес был своего рода аномалией, основными параметрами выступали только расстояния и движения. Гравитация, вес возникают, по Бошковичу, лишь при определенных условиях, когда силы притяжения действуют на таких расстояниях между центрами силовых сфер, что вступает в действие закон Ньютона. Химические реакции происходят при других дистанциях, когда о весе говорить нечего. Получалось, что изменение веса никак не может быть критерием химических феноменов. Во флюидных учениях флогистон как основной деятель химических процессов признавался сущностью или не имеющей веса, или обладающей отрицательным весом. Последний был столь смутным и необычным понятием, что в любом случае исследователь лишь в последнюю очередь готов был принять во внимание фактор веса. Негативное отношение к нему во многом объясняет, почему сторонники динамизма и флюидных теорий, в том числе такие глубокие мыслители-ученые, как Дж. Пристли, разделявший общую концепцию Бошковича, не оценили дефлогистонной химии (см. 117, 291). В то же время А. Л. Лавуазье создал эпоху в химии, приняв вес в качестве наиболее важного момента в рассуждениях о химических реакциях. В химии А. Л. Лавуазье и в атомной теории Д. Дальтона вес оказался в фокусе всех объяснений.

Минусы динамизма и флюидных концепций не ограничивались тормозящим влиянием на развитие химии. Усиленно тесня механистический атомизм во второй половине XVIII в., динамизм все же значительно уступал ему как логически, так и в интерпретации эмпирических данных (см. 105, 94).

Обращение естествоиспытателей в поисках субстанции физических и химических явлений к флюидам, или силовым сферам, имеющим иные свойства и характеристики, нежели материальная субстанция, принятая в системе механистического атомизма, вполне убедительно выглядело дополнительным аргументом в пользу идеалистической философии. Ситуация, сложившаяся в естествознании, повлияла на усиление динамизма в философских учениях второй половины XVIII в. Отчетливо обнаруживается ее влияние в идеалистической натурфилософии Ф. В. Шеллинга, который предполагал, что современное ему естествознание способно «даровать» системе трансцендентального идеализма полную «теоретическую очевидность» (102, 6).

Существование мирового духа, созидающего природу, как бы подтверждалось тем, что основные «деятели» природы, признанные естествознанием,— это свет, магнетизм, электричество, в которых, по словам Шеллинга, исчезает «всякий след материальности» (102, 13).

В России трудные испытания для корпускулярных воззрений, связанные с развитием новых областей знания, наступили не позже, чем на Западе. Если эпоха классической механики началась в России позже, чем в Западной Европе, то благодаря быстрому возмужанию русской науки развитие новых областей физики и химии осуществлялось практически одновременно.