Ломоносов: Всероссийский человек

Был ли Ломоносов уверен в этой теории? Видимо, не до конца. Уже замечание Рихмана, сделанное при представлении работы, заставило его обратить внимание на пропорциональную связь между плотностью газа и его упругостью. А это неминуемо вело к следующему вопросу: как связаны между собой плотность вещества (отношение массы к объему) и его вес? Точнее — отражает ли вес тела его массу? В письме Эйлеру от 5 июля 1748 года Ломоносов отрицательно отвечает на этот вопрос, не соглашаясь с Ньютоном. «Это не наносит никакого ущерба законам, определяющим силы тела по их скорости совместно с их сопротивлением; под каким бы названием ни рассматривалось последнее, в механике оно повсюду оценивается по весу тел, и нечего бояться в определении сил крупных тел, так как здесь применяется одно и то же измерение; но я считаю невозможным приложить теорему о пропорциональности массы и веса тела к объяснению тех явлений, которые зависят от мельчайших частиц тел природы…» Другими словами, законы Ньютона действуют в мире человеческих измерений, но не в микромире. Ломоносов, как мы уже замечали, не верил в притяжение тел. Силу тяготения он объяснял движением к земле из космоса «тяготительной материи» (которое тоже имеет механическое объяснение). Но те части корпускул, которые прилегают друг к другу, воздействию тяготительной жидкости неподвластны. Поэтому «удельный вес тел изменяется пропорционально поверхностям, противопоставляемым тяготительной жидкости непроницаемыми для нее частицами».

К этим мыслям Ломоносов возвращался до конца жизни. Так, в 1755 году он предложил вопрос о соотношении веса и массы в качестве темы для ежегодного академического конкурса, а в 1758 году представил диссертацию «Об отношении количества материи и веса», местами почти дословно повторяющую письмо Эйлеру. Разум Ломоносова, склонный к конкретности и осязаемости, не мог успокоиться на абстрактном принципе «притяжения». Физика XVIII века не знала понятий «энергии» и «поля» и не могла объяснить, почему предметы действуют друг на друга на расстоянии. К тому же существование притяжения противоречило принципу разумной достаточности: если тела могут передавать друг другу движение путем соприкосновения, зачем же природе еще какой-то способ? В притяжение, вслед за Декартом, не верил Лейбниц, в его существовании сомневался Эйлер… Так что, с точки зрения тех представлений о материи, которые существовали в ту эпоху, теория Ломоносова, при всей ее ошибочности, выглядела по-своему цельно и убедительно. Что же касается ньютоновской механики, то она, как известно, и в самом деле не универсальна, но совершенно по иным причинам.

В 1758 году Ломоносов (возглавивший к тому времени Географический департамент академии — тот самый, где он учинил некогда такой скандал) написал труд «Рассуждение о большей точности морского пути». Наряду с множеством предложений, касающихся усовершенствования навигационных приборов, методов определения широты и долготы и т. д., здесь описывается «универсальный барометр»: тот самый, о котором Ломоносов упомянул в предсмертном списке своих наиболее выдающихся научных свершений. Попытки создать прибор, измеряющий колебания силы тяжести, ученый предпринимал начиная с 1749 года. Суть изобретенного им «универсального барометра» в следующем: резервуар, наполненный ртутью, соединяется с другим резервуаром, который наполняют сжатым воздухом. Этот прибор помещается в сосуд, где поддерживается постоянная температура. Таким образом, колебания уровня ртути зависят только от изменений силы тяжести.

Как связаны эти три вещи — барометр, морские путешествия и невозможность взаимодействия тел на расстоянии? Дело в том, что Ломоносов, последовательный в своем заблуждении, не верил, что приливы и отливы вызываются действием Луны. Его гипотеза заключалась в том, что центр тяжести Земли не совпадает с ее геометрическим центром и в течение суток описывает круг по определенной траектории. В зависимости от этого меняется траектория движения тяготительной жидкости, а следовательно, и сила тяжести на данном участке Земли, что и вызывает приливы. Если знать точно, как сила тяжести меняется, можно точнее предсказать их наступление.

Относительно приливов Ломоносов заблуждался, а сила тяжести на Земле действительно колеблется. Измерить эти колебания с помощью изобретенного Ломоносовым прибора было, однако, совершенно невозможно, поскольку погрешности, происходящие от недостаточно точного соблюдения температурного режима, тысячекратно превышали колебания гравитации. Ломоносов и сам понимал, что эти колебания носят, в масштабе человеческих измерений, микроскопический характер, но все же не до конца осознавал степень их микроскопичности. Однако его прибор во многом предсказывает конструкцию гравиметров, которые вошли в научный обиход лишь накануне Первой мировой войны.