С 8 июня до середины августа 1741 года Ломоносов был занят конструированием особого «катоптрико-диоптрического зажигательного инструмента», состоящего из большого числа собирательных линз в сочетании с плоскими зеркалами. До Ломоносова подобные инструменты никем из мастеров-оптиков не строились, и его конструкция была совершенно оригинальной. Свое рассуждение об устройстве этого инструмента Ломоносов представил Конференции как особую диссертацию в октябре 1741 года.

Он говорит в своей диссертации, что счел необходимым увеличить силу зажигательных приборов, «вознамерившись ввести в области химии приборы физиков, а также истины, ими открытые, чтобы до известной степени устранить или облегчить трудности, встречающиеся в этой науке, и осветить области темные и скрытые глубоким неведением».

Ломоносов не только не оставляет своих химических занятий, но и стремится снабдить химию новыми средствами экспериментальной работы, вооружить ее методами физического исследования.

Будучи убежден в неразрывной связи химии и физики, он стремится понять химические явления на основании физических законов.

Через два года Ломоносов с удивительной проницательностью принимается за изучение классической темы позднейшей физической химии, основоположником которой он был сам. У него всё еще не было химической лаборатории, и он производит свои опыты в физическом кабинете академика Крафта.

25 июня 1744 года академик Крафт представил академической Конференции две записки адъюнкта физики X. Э. Геллерта об опытах, произведенных в физическом кабинете Ломоносовым. Одна из этих записок, представляющая наибольший интерес, сообщает:

«В мае 1744 года адъюнкт Ломоносов в моем присутствии произвел следующие опыты:

1. Из двух кусков обыкновенной соли одинакового веса один он опускал в воду, освобожденную от воздуха, а другой — в такое же количество воды, не освобожденной от воздуха; по истечении двух часов в воде, не освобожденной от воздуха, растворилось обыкновенной соли на 12 гранов больше.

2. Медную монету, так называемую денежку, весом в 120 гранов клал в крепкую водку, освобожденную от воздуха, на 10 минут; то, что оставалось, весило 46 гранов. Подобной же монете в 104 грана он давал раствориться в течении 10 минут в крепкой водке, не освобожденной от воздуха; остаток весил 19 гранов. Таким образом, крепкая водка, не освобожденная от воздуха, растворила на 11 гранов меди больше.

X. Э. Геллерт». [181]

Из этой и другой записки о подобных же опытах, при которых Ломоносов пользовался весами, воздушным насосом и различными реактивами, явствует, что он стремился узнать, изменяется ли растворимость в пустоте и на открытом воздухе.

При этом сама группировка опытов, как и последующие рассуждения Ломоносова, показывает, что он уже отличал растворимость солей в воде от «растворения» металлов в кислотах, хотя в те времена эти столь различные явления еще смешивались вместе под именем растворов. Результаты своих наблюдений Ломоносов изложил в «Диссертации о действии химических растворителей вообще», прочитанной им на трех заседаниях академической Конференции с 22 марта по 22 апреля 1745 года. [182]

Исследования по физике и химии не заставили Ломоносова забыть о его любимом горном деле, которое он продолжал считать своим призванием. В те же стремительно пронесшиеся годы он подготовил работу, имевшую первостепенное теоретическое и практическое значение: «О вольном движении воздуха, в рудниках примеченном», представленную в Конференцию Академии наук 7 декабря 1744 года вместе с другими диссертациями. В ней Ломоносов на основании законов физики и, в частности, гидростатики мастерски выступил с теоретическими объяснениями движения воздушных потоков в рудниках и показал себя знатоком горного дела. [183]

Адъюнкт Ломоносов выполняет в это время и некоторые практические работы, имеющие отношение к химии и горному делу.

2 февраля 1745 года из «Кабинета ея величества» в Академию наук были присланы различные образцы поваренной соли, добытой и «вареной» в разных местностях России. Тут были «илецкая натуральная соль», «астраханский бузун», взятый из тонкого серого и толстого белого слоев, соль илецкая «сердце», озерная ингерская и обелецкая соль и «пермская соль». Кроме того, была прислана партия «гирьяльской жженой слюды».

Проба их была поручена Ломоносову. Для этой работы он потребовал через канцелярию Академии наук «пять ретортов, пять реципиентов, десять круглых банок побольше, пять круглых же банок поменьше, четыре дести непланированной бумаги, два куля уголья, одни клещи, одни щипцы, три фунта крепкой водки (как называлась в то время азотная кислота. — Л. М.),два фунта нашатырной соли, десять тигелей, пять фунтов немецкой глины».

Получив все это и устроив своего рода походную лабораторию, Ломоносов принялся за исследования.

18 февраля Ломоносов представил обстоятельный «репорт», в котором приводит подробный отзыв о каждом сорте полученной им соли и описывает методику произведенных им анализов.

На другой день после представления Ломоносовым рапорта из Кабинета были присланы три образца заграничной соли — «ишпанская, сантутская и заморская как для пробования их силы и доброты одной против другой», так и «для снесения оных с опробованными… прежде сего российскими сольми».

К своему ответу, посланному 5 марта того же года, Ломоносов приложил сравнительную таблицу крепости различной русской и иноземной соли, смотря по тому, «сколько соль взяла воды к своему распушению». По заключению Ломоносова: «шпанская соль толь же сильна, как илецкая соль — серце, а илецкой натуральной соли и астраханского бузуну серого слою — слабже; сверх того шпанская соль двух помянутых солей грязняе и на углях несколько вспыхивает и с крепкою водкою шипит; перьвое показывает, что она имеет в себе несколько селитры, а другое, что алкалическая материя очень крепка, соединенная с кислою. Сантуцкая и заморская соль силою равны ингерской и обелейской соли, с крепкою водкою не шипят, а на горячем уголье несколько вспыхивают».

Четыре подготовленных за короткий срок диссертации свидетельствовали о необычайной широте научных и практических интересов адъюнкта Ломоносова, о его огромной работоспособности, воле, настойчивости и энтузиазме.

Но он все еще был лишен возможности развернуть по-настоящему свои дарования и отдать все свои силы служению науке и отечеству. Он не располагал лабораторией, в которой мог бы развернуть свою экспериментальную работу с той широтой, которая отвечала бы намечавшейся им программе. Не было у него и всех необходимых ему приборов, а некоторые надо было еще самому изобрести и сконструировать, что само по себе не беда, да надо еще их сделать, заказать академическим мастерам, получить для этого необходимые средства и материалы.

Он на каждом шагу чувствовал, что неприступная академическая канцелярия не особенно склонна идти ему в чем-либо навстречу, что его неукротимая энергия и страстное желание служить науке не встречают одобрения в академической среде, а скорее настораживают или внушают явное недоброжелательство. Он видел, что его успехи и его талант становятся поперек горла заносчивым иноземным бездельникам, лишь делающим вид, что они усердно заняты наукой и пекутся об ее преуспеянии в чуждой им России.

Ломоносов понимал, что ему нужно добиться более независимого положения, и он начал хлопотать о присвоении ему профессорского звания, чтобы занять кафедру химии. Эта кафедра фактически продолжала пустовать. Возвратившийся из Сибири Гмелин занимался только приведением в порядок собранных материалов и коллекций.

Естественным наукам, в особенности физике и химии, в то время уделялось мало внимания. На каждом шагу сказывалось долголетнее стремление Шумахера приноровить всю деятельность Академии к придворным интересам.