Ломоносов отчетливо почувствовал, что тут должна быть закономерность, которую он старался уяснить на основе своей корпускулярной теории. Еще в своей диссертации «О рождении и природе селитры» 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.

Ломоносов не связывал объяснение геометрической формы кристаллов с формою 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.

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.

Ломоносов, как мы уже отмечали, стал измерять углы на кристаллах за двадцать лет до замечательного французского минералога Ромэ де Лиля (1736–1790), считающегося основателем новейшей кристаллографии. Но Ромэ де Лиль, опубликовавший свою работу об измерении кристаллов в 1783 году, не обнаружил философской глубины и не стремился проникнуть в самую сущность закона постоянства углов, как это сделал Ломоносов. 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, Е. С. Федоровым и Д. И. Менделеевым.

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 как в ней ничего интересного нет». Только открытие дифракции рентгеновских лучей в кристаллах (1912) и последовавшее затем бурное развитие новейшей структурной кристаллографии выявило всю значительность ломоносовских высказываний»[85].

Ломоносов различал пять «способов рождения» минералов и для обозначения каждого из них нашел русские, довольно точные, выражения. Первый он назвал «затвердение», когда «мягкие материи» — ил, глина и другие — «долготою времени так слеживаются, что частицы внутренним тихим и нечувствительным движением сжимаются одна подле другой теснее, почему и взаимный их союз становится сильнее и тело крепче».

Современная наука вполне признает такой процесс, только именует его диагенезом. Ломоносов указывал на возможность перекристаллизации минералов, их изменения в породе без перехода в жидкое состояние, на «превращение в хрустали сухого тела».

В работах русского ученого, академика Ф. Левинсон-Лессинга это учение о метаморфизме горных пород было окончательно разработано, получило научное истолкование и экспериментальное подтверждение. Другой процесс образования минералов Ломоносов назвал «наращение»: «когда из воды отделяющиеся земляные иловатые частицы на дно садятся, и слой на слой нарастают в разное время». Так родятся, по его мнению, шиферы и сланцы. Ныне это называется осадкообразованием. «Третий натуральный способ рождения или произвождения камней» Ломоносов назвал «проницание». Это когда «в глину либо песок входит вода и с собою вносит тонкую земляную нечувствительную материю, которая после служит вместо некоторого клея, рухлым частям песку или глины». Ныне подобные процессы называют цементированием.

Далее Ломоносов отмечает «сгущение» и «зернование», что теперь именуют коагуляцией и кристаллизацией. Ломоносов не только описывал эти «способы» рождения минералов, но и подыскивал примеры для них в русской природе, указывал на серые глины на крутом берегу реки Воксы в Карелии, на озере Лача близ Каргополя, где должно происходить образование ила, и пр.

Ломоносов собирался также ставить опыты с целью воспроизвести минералы в условиях их образования в земных слоях, а для этого изучал взаимодействие разных растворов с горными породами. Занимала его и мысль об искусственном изготовлении минералов.

Имя Ломоносова запечатлено ныне в минералогии и названием минерала, найденного советскими учеными в пегматитах — жильной горной породе, состоящей из крупных кристаллов полевых шпатов, кварца, слюды и др. Он богат фосфором и легко плавится перед паяльной трубкой, превращаясь в стекловидную массу; кристаллизуется в продолговатые пластинки небольшого размера темно-коричневой или почти черной окраски. Этот минерал назван «ломоносовитом».

Стремление Ломоносова изучать геологические явления в их взаимной связи, его понимание жизни Земли как непрерывного процесса побудили его более глубоко подойти к изучению земной поверхности и совершающихся на ней изменений. Он указывает на преобразующую роль воды, которая разрушает горы и превращает их в валуны, песок и глину, отмечает деятельность морского прибоя, прибрежных льдин, указывает, что россыпные месторождения золота, оловянного камня «протекающие из гор ручьи туда наводят» и т. д. Наконец Ломоносов останавливается на образовании почвы и впервые четко говорит о происхождении чернозема из наземных растительных остатков. Эти взгляды Ломоносова нашли свое завершение в работах великого русского ученого В. В. Докучаева, выпустившего в 1883 году свою книгу «Русский чернозем». Ломоносов также положил начало изучению важнейших почвенных процессов — водной (смыв) и ветровой (развеивание) эрозии. Уже в «Слове о пользе Химии» он указывал на «великие дожди», которые «умягчают и размывают землю и легко ил сносят, оставляя тяжкие минералы». Те же мысли развиты им и в сочинении «О слоях земных», где он отмечает и роль ветров, которые «открывают земные недра». Он не упускает из виду и сортирующее действие водной эрозии — вынос водой более легкого мелкозема: «на низких и покатых местах вымывает, легкие черноземные частицы дождями в даль сносит, а песок, садясь на дно скорее остается удобнее на старом месте».

Ломоносов не только внимательно наблюдал и изучал эти процессы, но постоянно помнил о них в своих геологических работах. Он справедливо заключил, что эти процессы во многом должны были происходить точно так же и в древние времена. Гигантская работа ветров, рек, морского прибоя происходит беспрерывно на протяжении многих тысячелетий. Признание непрерывности этих процессов, в которых действует и проявляет себя «натура», позволило Ломоносову подчинить все свои геологические взгляды идее изменчивости и развития в природе. Ломоносов выдвигает и устанавливает принцип по знания геологического прошлого на основе перенесения на него законов, которым подчинены современные процессы, происходящие на земной поверхности. В сущности, Ломоносов предварил Лайеля, только в 1730 году сформулировавшего в своей книге «Основы геологии» принцип актуализма.

Важнейшие открытия, сделанные Ломоносовым в области геологии, минералогии и почвоведения, вытекали из его общего материалистического понимания природы. Ломоносов смело выступает против различных предрассудков и устаревших представлений. Он поднимает на смех объяснение окаменелостей «игрой природы». «Сих я вопрошаю, — обращается он к сторонникам таких воззрений, — чтобы они подумали о таком водолазе, который бы из глубины морской вынесши монеты, или ружье, либо сосуды, которые во время морского сражения, или от потопления бурею издавна погрязли, и сказал бы им, что их множество производит там, забавляясь своим избытком, прохладная натура?.. Не меньшего смеху и презорства достойны оные любомудрецы, кои видя по горам лежащие в ужасном множестве раковины, фигурою, величиною, цветами, струями, крапинками и всеми разность качеств и свойств, коими сих животных природы между собою различаются, показующими характерами, сходствующие с живущими в море; и сверх того химическими действиями разделимые на такие же материи, не стыдясь утверждают, что они не морское произведение, но своевольной натуры легкомысленные затеи».