Частные качества тел могут быть разделены на две группы, в первую из которых Ломоносов относит зависящие «от различного сцепления частиц» — твердость или жидкость тела, жесткость, ковкость, хрупкость, текучесть и т. п. Величиной силы сцепления частиц обусловлена и упругость тел, т. е. способность восстанавливать свою форму после прекращения деформирующего воздействия.
Ко второй группе частных качеств Ломоносов относит цвет, прозрачность, вкус и запах. Каждое из «качеств» этой группы может быть, как и цвет, — простым или сложным. Однако, «которые из них простые, которые сложные, можно объяснить не раньше, если когда будет известна природа начал».
В ранней своей диссертации «Элементы математической химии» (1741) Ломоносов дал определение химии как «науке об изменениях в смешанном теле, поскольку оно смешанное». По мнению Ломоносова, все без исключения химические вещества являются смешанными, состоящими «из двух или нескольких разнородных тел, соединенных друг с другом так, что любая чувствительная часть этого тела совершенно подобна любой другой его части в отношения частных качеств». Поскольку же «смешанное тело в любой чувствительной частице подобно самому себе», то, понятно, частицы смешанного тела состоят из разнородных частиц тел, «из которых состоит смешанное тело». Тогда изменение смешанного тела происходит «от прибавления или потери одной или нескольких составляющих», что возможно при соответствующем изменении состава «корпускул». Для этого необходимо разрушить связи между составляющими корпускулу частицами. Основным инструментом для этого является огонь. Однако нагрев тела может привести лишь к уменьшению силы сцепления между частицами, расположение их можно изменить лишь при помощи воздуха или воды. «Таким образом, — писал ученый, — первый — как бы орудие, а вторые два — носители». Воздух, по мнению Ломоносова, может быть «наружным» или «внутренним». Наружный воздух, обдувая тело, уносит с поверхности оторвавшиеся его частицы или доставляет к нему посторонние. «Внутренний» воздух находится в порах тела, т. е. в промежутках между составляющими тело частицами. Он рассеивает освободившиеся от внутреннего сцепления частицы и смешивается затем с наружным. Действием «наружного» и «внутреннего» воздуха изменяются химические свойства веществ.
Механизм действия воды при химических реакциях был разработан ученым ранее в «Диссертации о действии химических растворителей…».
Цель приложения физики к изучению химии Ломоносов видит главным образом в том, чтобы открыть путь к познанию строения тел и свойств составляющих эти тела «нечувствительных физических частиц». При этом необходимо, считал ученый, выяснить, «что надо призвать из физики в химию, что можно к ней присоединить, чтобы обе науки благодаря взаимной помощи получили большее развитие и в каждой пролился более яркий свет».
Несколько позднее, в 1756 г., в «Слове о происхождении света, новую теорию о цветах представляющем» Ломоносов обнародовал результаты своих размышлений и опытов по приложению «корпускулярной философии» к оптическим явлениям. В этом слове он отверг теорию истечения света Ньютона и предпочел ей «волновую» гипотезу Декарта и Гюйгенса, но преобразовал ее в соответствии со своими представлениями.,
Ломоносов полагал, что мировое пространство заполнено эфиром, который состоит из материальных частиц трех разных диаметров. Свет передается колебательным движением эфирных частиц, а поскольку они находятся в непосредственном контакте друг с другом, то «распростертие света» — его скорость имеет очень большую величину. От Солнца до Земли свет доходит «в каждые осьм минут».
По предположению ученого, белый свет состоит из красного, желтого и голубого. Первый из них передают частицы эфира, имеющие самый крупный диаметр, желтый — средние, а голубой — самого малого диаметра. «Прочие цвета рождаются от смешения» этих трех.
В «зацеплении» своими правильно организованными на поверхности выступами и впадинами (наподобие зубчатых колес) могут находиться лишь частицы одинакового диаметра. «Видя строение сея системы, посмотрим на ее движение. Когда солнечные лучи свет и теплоту на чувствительные тела простирают, тогда зыблющимся (колебательным. — Э. К.) движением эфирные шарички к поверхности оных прикасаются и прижимаются, коловратным (вращательным. — Э. К.) движением об оную трутся. Таким образом совместные (равного диаметра. — Э. К.) эфирные частицы сцепляются с совместными себе частицами первоначальных материй, тела составляющих». Дальнейший ход событий, по Ломоносову, выглядит следующим образом: если на поверхности тела имеются частицы всех трех «первоначальных материй», тогда с ними вступают в «зацепление» все три вида эфирных частиц, через «совмещение теряют коловратное движение» и «тела тогда показываются черными». Остальные цвета получаются при совмещении одного или двух видов частиц эфира соответственно с одним или двумя родами частиц «первоначальных материй». Таким образом, «цветов причина есть коловратное движение эфира, которое теплоту купно сообщает земным телам от Солнца».
Ломоносову не удалось разработать столь же подробно теорию электрических явлений. По-видимому, эмпирического материала, накопленного к его времени, было явно недостаточно, чтобы построить более или менее стройную теорию. Свои мысли об электрических явлениях Ломоносов высказал в «Слове о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих» (1753). В нем он отрицал наличие какой-либо «электрической жидкости», показал идентичность атмосферного и «искусственного» электричества: «Произведенные через искусство электрические искры, которые к приближающемуся персту с треском выскакивают, суть одного свойства (курсив мой. — Э. К.) с громовыми ударами». В этом «Слове» Ломоносов высказал соображения о причинах возникновения атмосферного электричества.
В физической картине мира, которую в течение всей жизни «строил» Ломоносов, наиболее трудным оказался вопрос о причине всемирного тяготения. Выше упоминалось, что он не мог признать дальнодействия, считая его противоречащим закону сохранения движения. Неприемлемой для него была и картезианская вихревая теория, поэтому пришлось вернуться к идее «тяготитель-ной материи», которая, воздействуя на поверхность составляющих тело частиц, «пригнетает» его к земле. Эта концепция приводила к тому, что вес тела оказывался пропорциональным не его массе, а суммарной площади поверхности частиц, составляющих тело.
Та же «тяготительная материя», устремляясь из мирового пространства к Солнцу, изгибает траекторию движения планет и Земли вкруговую. По Ломоносову, центр земного тяготения меняет свое положение в течение суток, причем одновременно изменяется и сила тяготения. Чтобы это подтвердить, Ломоносов создал «универсальный барометр», способный, как он считал, зафиксировать изменение величины силы тяжести, и подвесил в подвале своего дома на Мойке специальный отвес, отклонения которого должны были показать изменение положения центра тяготения. Ученый был велик и в своем заблуждении: в течение ряда лет он вел и систематически записывал показания барометра и отвеса («центроскопического маятника»), на основе которых написал «Диссертацию о перемене тягости по Земному глобусу». Однако эта диссертация также относится к ненайденным работам Ломоносова.
В физических воззрениях Ломоносова, как уже неоднократно подчеркивалось, важнейшее значение имеют законы сохранения. Ломоносову был известен выдвинутый античными атомистами принцип сохранения количества материи как сохранение общего числа атомов при любых происходящих в природе изменениях. Знал и разделял он картезианский принцип сохранения в мире количества движения.
Объединив эти принципы сохранения материи и движения, Ломоносов сформулировал, по-видимому, первым «всеобщий естественный закон», вначале в письме к Л. Эйлеру от 5 июля 1748 г., а затем в опубликованном на латинском и в переводе Ломоносова — на русском языке «Рассуждении о твердости и жидкости, (1760): «Но как все перемены, в натуре случающиеся, такого состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому, так, ежли где убудет несколько материи, то умножится в другом месте, сколько часов положит кто на бдение, столько к сну отнимет. Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения, ибо тело, движущее своей силой другое, столько же оные у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает».
