Но сам Ломоносов опирался не только на доказательства, которые давали «разных родов ползающие и летающие гадины», но и ставил различные химические опыты, подтверждающие его заключение. «Еще не един химик из серной кислоты, из горючей какой-нибудь горной материи и из земли янтаря не составил, и по всему знанию и опытам химическим видно, что быть тому не должно», — писал Ломоносов. Он указывал, что янтарь «не токмо несравненно легче подлинно минеральной горючей материи серы, но и каменных углей, кои отнюдь не подлинные минералы… Химические опыты разделяют его на горючее масло, на летучую кислую сухую соль, оставляя в реторте несколько земли и показывая при перегонке воды немного. Все сие не объявляет в нем никакой минеральной грубости». Вопрос о происхождении янтаря и его различных свойствах, по видимому, давно занимал Ломоносова. Янтарь был хорошо известен на русском Севере. Ломоносов сам отмечает: «У нас при Ледовитом море, в Чайской губе, найдены признаки, кои там называют морской ладан».
На Севере делались попытки наладить добычу янтаря. В 1743 году по челобитной Дениса Баженина сенатским указом ему было повелено «иметь прииск в отдаленных поморских местах камня янтаря», что, по отписке его племянника Кирилы (в 1743 году), и производилось «через нарочно посланных общим коштом». [297]
Большой интерес к янтарю, как декоративному материалу, проявлял и двор Елизаветы. В бумагах Ломоносова сохранилась памятка: «Для янтарей писать в Царское Село». Вероятно, он помышлял о промышленных поисках и добыче янтаря в России. Изучение янтаря входило и в общие занятия Ломоносова минералогией, которую он старался как можно теснее связать с химией и физикой. Для этого Ломоносов искал самые различные пути. В отчете о своих трудах в 1756 году он, например, писал: «Учинены опыты химические со вспоможением воздушного насоса, где в сосудах химических, из которых воздух был вытянут, показывали на огне минералы такие феномены, какие химикам еще неизвестны». Ломоносов стремился превратить минералогию из описательной науки в экспериментальную.
Он искал новые физические и химические критерии для определения и классификации минералов, занимался наблюдениями над их морфологией, стал впервые измерять кристаллы и, как подчеркивают советские исследователи, за сто лет до знаменитого французского кристаллографа Бравэ (1811–1863) высказал замечательные мысли о кристаллической структуре вещества с такой ясностью, которая стала окончательно доступной науке лишь после введения рентгенометрии кристаллов.
Во времена Ломоносова минералогия была замкнутой описательной наукой, систематизировавшей свой материал по сбивчивым, главным образом внешним признакам. Ломоносов стремился утвердить минералогию на прочном теоретическом основании, применить к ней новейшие физико-химические методы исследования, включить ее в общий поток взаимосвязанных наук, изучающих природу. Он пытался установить в самом минералогическом материале такие зависимости, которые могли бы раскрыть законы, определяющие структуру минералов. Поэтому он обратил особое внимание на кристаллическое строение различных ископаемых, «из которых иные держатся свойственной себе постоянной фигуры, как кубические марказиты, желтый сферический колчедан, угловатой белой колчедан, иглам подобная сурьма и другие многие». Он также отмечал, что «отличною фигурою известные и больше всех дорогие камни последуют в своем рождении законам Геометрическим углами и плоскостьми… Многие из них родятся ромбоической фигуры, имея два угла по шестьдесят и два по 120 градусов, что я нарочно мерял у некоторого немалого неграненого алмаза и у других прозрачных камней».
Ломоносов отчетливо почувствовал, что тут должна быть закономерность, которую он старался уяснить на основе своей корпускулярной теории.
Еще в своей диссертации «О природе селитры», представленной им в 1749 году на конкурс Берлинской Академии наук, Ломоносов задался вопросом: «почему селитра выростает в шестигранные кристаллы?».
Ломоносов применил к минералогии основные принципы своего материалистического естественнонаучного мировоззрения, которые оправдали себя и в этой области, позволив ему заглянуть далеко вперед и наметить новые пути развития этой науки. Предложенное им гипотетическое объяснение строения кристаллов, как он сам сознавал, «превосходно отвечает природе составных частей селитры и потому приобретает некоторый вес».
«Пусть шесть корпускул, — писал в своей диссертации Ломоносов, — расположены друг около друга так, что прямые линии, соединяющие их центры, образуют равносторонние треугольники; в результате получится фигура, ограниченная шестью линиями, подобная разрезу призм, образуемых селитрою. Частицы селитры, размещенные таким образом почти в бесконечном числе, образуют кристаллические призмы селитры, правда, часто с неравными сторонами, которые, однако, всегда параллельны и отвечают предположенному размещению. Предложенная догадка подтверждается трояким образом.
1. При этом способе объяснения форма частиц не предполагается такою же, какую имеют сами кристаллы селитры, и вопрос не остается поэтому без ответа, как это нередко бывает.
2. Углы кристаллов селитры соответствуют предполагаемому расположению частиц, так как обычно каждый из них составляет 120°.
3. На основании нашей гипотезы можно легко объяснить другие роды кристаллов, например, кубические кристаллы поваренной соли, предположением такого расположения частиц соли, что линии, проходящие через их центры, составляют квадраты».
В этих положениях, выставленных Ломоносовым, он обнаружил проницательность, которую должным образом смогло оценить только наше время. Ломоносов не связывал объяснение геометрической формы кристаллов с формой самих частиц, составляющих эти кристаллы. Он стремился установить закономерность в расположении (укладке) «корпускул», а не в простом сложении геометрически правильных молекул, правильность которых сама требовала бы объяснения. В то же время, отвлекаясь от случайного неравенства соответствующих граней селитры, Ломоносов отождествляет их с гранями развитых кристаллов; на основе своих представлений о закономерности, лежащей в основе их структуры, Ломоносов отчетливо и ясно формулирует закон постоянства углов кристаллов Для различных кристаллических веществ, причем это «постоянство фигуры» служит для него и характеристикой его физических и химических качеств. В своем «Курсе истинной физической химии» Ломоносов настоятельно рекомендует «хорошо исследовать фигуру кристаллов и измерять их», чему он и сам уделял большое внимание.
Ломоносову, таким образом, принадлежит безусловный приоритет в измерении углов кристаллов, что он производил за двадцать лет до французского минералога Ромэ де Лиля, считающегося основателем новейшей кристаллографии. Но ни Ромэ де Лиль, опубликовавший свою работу об измерении кристаллов в 1783 году, ни еще позднее выступивший Гаюи не обнаружили философской глубины и не проникли в самую сущность закона постоянства углов, как это сделал Ломоносов. В то время как Ромэ де Лиль боялся предложить теоретическое объяснение устанавливаемых им зависимостей и тем нарушить, как он писал, «величественное молчание природы относительно ее основных принципов», Ломоносов и в этом случае, как всегда, настойчиво стремился к раскрытию основных законов природы. Мысли Ломоносова о природе кристаллов, его попытки проникнуть на основе атомной теории в строение кристаллических веществ роднят его с представителями минералогической науки XIX–XX веков и в особенности с Д. И. Менделеевым, который в юности увлекался проблемами кристаллографии, а впоследствии писал в своих «Основах химии»: «Кристаллическая форма составляет один из важнейших признаков, характеризующих отдельные определенные химические соединения».
Несомненно, что именно в этом направлении работала творческая мысль Ломоносова. Насколько далеко Ломоносов ушел от своего времени в вопросах кристаллографии, свидетельствуют советские минералоги Г. В. Бокий и И. И. Шафрановский, которые, оценивая значение его работы о селитре, указывали: «Характерно, что еще в 1911 году Б. Н. Меншуткин писал о столь замечательной с современной точки зрения ломоносовской диссертации: «Этой диссертации не привожу, так I как в ней ничего интересного нет». Только открытие диффракции рентгеновских лучей в кристаллах (1912) и последовавшее за тем бурное развитие новейшей структурной кристаллографии выявили всю значительность ломоносовских высказываний, сформулированных около двух столетий тому назад». [298]