Когда Ломоносов приступил к работам более частного характера, которые предназначались для публикации, сухой “математический метод”, вероятно, вступил в конфликт с риторической выучкой поэта-естествоиспытателя, и Ломоносов отказался от него ради более живой и развернутой манеры изложения.

В конце 1744-го – первой половине 1745 года адъюнкт Ломоносов представил академии три диссертации. Первая называлась “Размышления о причинах теплоты и холода”. Восторга у коллег она не вызвала. Как свидетельствуют академические протоколы, по завершении чтения работы 21 января “некоторые из академиков вынесли о ней такое суждение: нужно похвалить охоту и прилежание господина адъюнкта, занявшегося изучением теории теплоты и холода; но им кажется, что он еще слишком преждевременно взялся за дело, которое по-видимому пока еще находится выше его сил. Во-первых, доводы, которыми он попытался частью утвердить, частью опровергнуть различные внутренние движения тел, совершенно недостаточны. ‹…› Затем господину адъюнкту поставили на вид, что он поносит в своем произведении Бойля, столь известного своими трудами: он извлек из писаний Бойля те места, в которых этот последний как будто говорит вздор, но обошел молчанием очень многие другие, в которых Бойль дал образчики глубокой учености. Г-н адъюнкт отрицал преднамеренность своего поступка”.

Ломоносова часто обвиняли в неуважении к предшественникам. В данном случае обвинение едва ли справедливо. Коллег Ломоносова по академии интересовало скорее соблюдение научных условностей. Впрочем, Ломоносов переделал работу с учетом их замечаний, и в таком, переделанном, виде она появилась в первом томе “Новых Комментариев” среди работ, одобренных к печати в 1747–1748 годы.

Взгляды ученых XVIII века на природу теплоты были характерны для их мировосприятия. Столкнувшись с тем или иным свойством тел, будь то упругость или способность к горению, естествоиспытатель той поры предпочитал объяснять его наличием в составе тела особого рода субстанции, объясняющей именно это свойство. Считалось, что наряду с вещественными химическими элементами существуют и “невещественные”, невесомые (например, свет). Одним из таких воображаемых веществ был теплород, или теплотвор. Не все физики верили в его существование, но большинство верило. Некоторые считали, что есть и особое “вещество холода”, содержащееся в солях (так как при их растворении происходит охлаждение жидкости). Ломоносов был в числе очень немногих сторонников кинетической теории теплоты, считавших, что ее источник – в движении частиц. На сходной точке зрения стояли Даниил Бернулли и Рихман. Однако именно Ломоносов создал наиболее развернутую в XVIII веке механическую теорию теплоты.

Разумеется, теория Ломоносова, в основе которой лежала идея вращательного (коловратного) движения частиц, отличается от представлений современной науки, и все же по существу мысли ученого были верны. Но чтобы это стало очевидным, должно было пройти столетие. Еще в 1850-е годы в учебниках писалось, что теплота – это “особенная жидкость, которая располагается между атомами весомых тел”. Н. А. Любимов, автор работы “Ломоносов как физик” (1855), считал, что кинетическая теория теплоты, без сомнения, “имеет только историческое значение”. Между тем к тому времени эксперименты Г. Дэви, Д. Джоуля и других подтвердили эту теорию, и всего через десять лет она стала общепринятой.

Помимо прочего, историки науки обращают внимание на 25-й параграф ломоносовской работы, где сказано, что при полном прекращении движения частиц достигается крайняя степень холода. Считается, что русский ученый “предсказал” понятие абсолютного нуля, введенного в науку Кельвином лишь в 1870 году.

Другая работа, чтение которой также завершилось 21 января, – “О вольном движении воздуха, в рудниках примечаемом”, не содержала никаких сенсационных или спорных гипотез и не вызвала возражения академиков. Здесь Ломоносов впервые коснулся темы, которая впоследствии будет занимать немало места в его исследованиях: зависимость перемещения воздушных масс от их температуры.

“Рассуждение о действии химических растворителей вообще” было первой собственно химической работой петербургского периода. Читалась она 22 марта – 12 апреля 1745 года, причем чтение сопровождалось демонстрацией опытов.

Заслуживает внимания вступительный пассаж, с которого начинается эта работа: “Хотя уже с древних времен люди, искусные в химии, положили на нее много труда и забот, а особенно за последние сто лет поборники ее, как бы сговорившись, более совершенно выведывали состав природных тел, тем не менее очень большая часть естественной науки все еще покрыта глубоким мраком и подавлена своей собственною громадою. От нас сокрыты подлинные причины удивительных явлений, которые производит природа своими химическими приемами… Нельзя также не отметить, что хотя имеется немалое количество химических опытов, в достоверности которых мы не сомневаемся, однако мы по справедливости жалуемся на малое число положений, с которыми можно было бы согласовать выводы, основанные на геометрических доказательствах”.

Ломоносов был прав: на сегодняшний взгляд, химическая наука XVIII века была в младенчестве. Даже крупнейшие ученые той эпохи, такие как Шталь, Бургаве или тот же Генкель, были лишь экспериментаторами-эмпириками; относительно сути явлений, которые они наблюдали, они могли только строить предположения – чаще всего ложные. Наиболее продвинутые молодые исследователи, в том числе Ломоносов, стремились изменить положение. Но основы современной химии были заложены лишь в конце столетия Антуаном Лавуазье.

Ломоносов попытался объяснить растворение, исходя из корпускулярной теории. Пионером он не был – Шталь, Бургаве и другие ученые рассматривали растворение как “разделение тела на мельчайшие части, которые затем воспринимаются порами растворителя с образованием единой жидкости”. Предполагалось, что корпускулы имеют разную форму, что у них есть клинья, крючки и т. д., которыми они и сцепляются друг с другом. Чтобы тело растворялось в данной жидкости, его корпускулы должны соответствовать размерами и формой межкорпускулярным пустотам (порам) растворителя. Ломоносов предлагает другой механизм растворения, основанный на упругости воздуха, на вращательном движении частиц, но тоже выглядевший уже в глазах ученых XIX века вполне наивно.

Ценность представляют прежде всего описанные Ломоносовым опыты – опыты, ставившиеся либо в домашних условиях, либо в физической лаборатории, которую Рихман любезно предоставил в распоряжение коллеги. Адъюнкт Ломоносов действительно сделал интересные наблюдения и с успехом продемонстрировал свои эксперименты коллегам. Другое дело, что те объяснения, которые он давал полученным результатам, были далеки от истины. Например, азотная кислота под вакуумным колпаком, из которого был откачан насосом воздух, растворяла медную монету хуже, чем та, что стояла на открытом воздухе. Ломоносов видел в этом доказательство того, что именно частички воздуха способствуют растворению. В действительности азотная кислота после откачки воздуха просто становится менее концентрированной.

Завершенные работы давали Ломоносову основания претендовать на профессорское звание. 1 мая 1745 года он подал об этом официальное прошение. Однако члены Академического собрания, не расположенные к своему русскому коллеге после бурных событий 1743 года, не торопились удовлетворить его амбиции. Поскольку формально профессор химии в академии был, у них было основание затянуть вопрос. Ломоносову предложили написать еще одну “диссертацию”. Новая работа, представленная в июне, называлась “О металлическом блеске” (или “О светлости металлов”, как переводил ее название сам Ломоносов[105]). Ее начало – еще один отличный пример ломоносовской латинской риторики, столь отличной и от математической сухости Вольфа, и от барочной избыточности второго ломоносовского учителя, Генкеля: “Сколь разнообразные и удивительные тела рождает природа в недрах земли, хорошо знают те, кто охотно знакомится с минералами, или те, кто не гнушается ползать по темным грязным рудникам. Некоторые минералы играют и гордятся разнообразными, прекрасными красками; и нередко, выдавая себя за нечто более ценное, обманывают не знающих минералогии. Некоторые покрыты невзрачною одеждою и избегают внимания людей неопытных, представляясь чем-то презренным: так наружность благородных металлов часто бывает невзрачной, а металлов низких – приукрашенной. Наконец, многие из минералов обладают фигурой, при других обстоятельствах свойственной обитателям земли, или воздуха, или вод: это – или действительно существовавшие животные и растения, за очень продолжительный промежуток времени приобретшие твердость камня; или настоящие минералы, принявшие их фигуру в результате трудов игривой природы”.

Если как стилист Ломоносов в данном случае выше всяких похвал, то в научном отношении эта работа не представляет особого интереса. Объясняя “светлость” металлов присутствием в них флагестона, Ломоносов следует за своими предшественниками, прежде всего Шталем.