сегодня мы поговорим об очень выдающимся универсальном человеке .
Михаи́л Васи́льевич Ломоно́сов (8 ноября 1711, деревня Мишанинская (ныне — село Ломоносово), Арханелогордская губерния, Русское царство— 4 апреля 1765, Санкт-Петербург, Российская империя) — первый крупный русский учёный-естествоиспытатель .
Яркий пример «универсального человека» (лат. homo universalis): энцеклопидист, физик и химик (он вошёл в науку как первый химик, который дал физической химии определение, весьма близкое к современному, и предначертал обширную программу физико-химических исследований; его молекулярно-кинетическая теория тепла во многом предвосхитила современное представление о строении материи и многие фундоментальные законы, в числе которых одно из начал термодинамики).
расмотрим подробнее молекулярно-кинетическую теорию тепла
Молекулярно-кинетическая теория тепла
Одним из наиболее выдающихся естественнонаучных достижений Ломоносова является его молекулярно-кинетическая теория тепла.
В середине XVIII века в европейской науке господствовала теория теплорода, впервые выдвинутая Робертом Бойлем.
В основе этой теории лежало представление о некой огненной (или, как вариант, холодообразующей) материи, посредством которой распространяется и передается тепло, а также огонь.
Ломоносов обращает внимание ученого сообщества, что ни расширение тел по мере нагрева, ни увеличение веса при обжиге, ни фокусировка солнечных лучей линзой не могут быть качественно объяснены теорией теплорода. Связь тепловых явлений с изменениями массы отчасти и породили представление, что масса увеличивается вследствие того, что материальный теплород проникает в поры тел и остается там. Но, спрашивает Ломоносов, почему при охлаждении тела теплород остаётся, а сила тепла теряется?
Опровергая одну теорию, Ломоносов предлагает другую, в которой с помощью бритвы Оккама он отсекает лишнее понятие теплорода. Вот логические выводы Ломоносова, по которым, «достаточное основание теплоты заключается»:
1. «в движении какой-то материи» — так как «при прекращении движения уменьшается и теплота», а «движение не может произойти без материи»;
2. «во внутреннем движении материи», так как недоступно чувствам;
3. «во внутреннем движении собственной материи» тел, то есть «не посторонней»;
4. «во вращательном движении частиц собственной материи тел», так как «существуют весьма горячие тела без» двух других видов движения «внутреннего поступательного и колебательного», напр. раскалённый камень покоится (нет поступательного движения) и не плавится (нет колебательного движения частиц).
«Таким образом, мы доказали a priori и подтвердили a posteriori, что причиною теплоты является внутреннее вращательное движение связанной материи».
Эти рассуждения имели огромный резонанс в европейской науке. Теория, как и полагается, более критиковалась, нежели принималась учеными. В основном критика была направлена на следующие стороны теории:
1. Частицы Ломоносова обязательно шарообразны, что не доказано (по мнению Рене Декарта прежде все частицы были кубические, но после стерлись до шаров);
2. Утверждение, что колебательное движение влечет распад тела и потому не может служить источником тепла, тем не менее, общеизвестно, что частицы колоколов колеблются веками и колокола не рассыпаются;
3. Если бы тепло путем вращения частиц передавалось лишь передачей действия, имеющегося у тела, другому телу, то «б и куча пороху не загоралась» от искры;
4. И так как, вследствие затухания вращательного движения при передаче его от одной частицы к другой «теплота Ломоносова купно с тем движением пропала; но сие печально б было, наипаче в России».
5. Ломоносов совершенно не владел аппаратом математического анализа, в результате чего его рассуждения носили характер скорее умозрительно-философский, нежели научный — к тому времени прошло уже почти сто лет со времени открытия дифференциального и интегрального исчисления Исааком Ньютоном.
Основной заслугой кинетической теории тепла Ломоносова является придание понятию движения более глубокой физической значимости.
Все эти утверждения в настоящее время полностью доказаны, однако, из-за малых размеров молекул, первые их доказательства были косвенными. Примером такого косвенного доказательства является закон постоянных отношений Д. Дальтона, который гласит, что в химических реакциях отношение масс прореагировавших веществ всегда имеет постоянные целые пропорции. Это возможно лишь если допустить, что в образовании молекулы вещества участвуют строго определенное число атомов исходных веществ.
(function(w, n) { w[n] = w[n] ||; w[n].push({ ownerId: 326810, containerId: 'adfox_predmety_640x290_2', params: { pp: 'h', ps: 'eizi', p2: 'gyov', pk: __clADF__.state, } }); })(window, 'adfoxAsyncParams');
Другим примером косвенного доказательства существования молекул вещества являются диффузные явления постепенного смешивания жидкостей.
Еще одним косвенным доказательством существования молекул является конечность растекания масла по поверхности воды. Зная объем капли масла, и максимальную площадь, на которую она растекается, можно оценить размер молекулы. Он имеет порядок (1…3×10−9м1…3×10−9м1…3×10^{-9}м).
Прямое доказательство движения молекул, которое может быть объяснено лишь в рамках МКТ, было получено лишь в XIXв, когда было объяснено броуновское движение. Это же явление указывало на то, что температура является мерой молекулярных движений, поскольку интенсивность броуновского движения зависит от температуры.
Доказательством взаимодействия между молекулами является существование твердых веществ, которые сохраняют свою форму в результате взаимного притяжения молекул. В тоже время, твердые вещества очень слабо сжимаются, что говорит и о силах отталкивания.
Газы ведут себя иначе – они всегда занимают весь предоставленный им объем, и легко сжимаются. Следовательно, в газах силы взаимного притяжения между молекулами очень малы, и главную роль играют силы взаимного отталкивания, которые тем больше, чем больше сжимается газ.
Идеальный газ как основной модельный объект МКТ
Поскольку большинство положений МКТ были получены при изучении различных газов, то для вывода всех формул и соотношений использовалось понятие идеального газа.
Из физического смысла модели легко видеть суть давления газа – это сила, складывающаяся из сил элементарных ударов отдельных молекул о стенку сосуда. Чем чаще и чем с большей силой будут происходить эти удары – тем больше давление будет фиксироваться внешними приборами.
Модель идеального газа хорошо описывает поведение реальных газов при не слишком высоких температурах и давлениях, поэтому ее исследование и легло в основу МКТ.
Что мы узнали?
Молекулярно-кинетическая теория – это теория, дающая объяснение процессов, связанных с изменением температуры макроскопических тел. Эта теория предполагает, что все тела состоят из мельчайших частиц-молекул, которые находятся в постоянном хаотическом движении и взаимодействие между которыми происходит в соответствии с механикой Ньютона.
География Ломоносова
Особая заслуга Ломоносова в том, что под его руководством был подготовлен Атлас России, превосходивший аналогичные атласы в Европе. Кроме уточнённых географических сведений, в атласе было описание империи в ракурсе политическом и экономическом.
По сути, Ломоносовым была проведена полная инвентаризации страны. Он разработал подробный план статистического и экономического исследования России. Были снаряжены экспедиции по стране и отправлены опросные листы для каждой губернии. Информация для атласа собиралась обширнейшая: от физико-географических характеристик местности (различные сведения о строении берегов рек, о том, есть ли крупные возвышенности); экономических показателей, в связи с природными условиям (где расположен город и размещается ли он на берегах рек, какие имеются фабрики и заводы, промыслы и ремёсла, рыбные и звериные ловли, посевные площади, ярмарки) до переписи населения в городах и сёлах.
Ломоносов по праву считается основоположником экономической географии.
В 1758 году Ломоносов был поставлен во главе Географического департамента Академии наук.
Он стал учителем для целого поколения русских географов, картографов, геодезистов и океанографов.
Ломоносов, с детства любивший море, заботился о развитии мореплавания и изучения полярных стран. Им был разработан проект по освоению Северного морского пути. Прежде всего, для расширения державы Российской. Вспомним недавний проход ледоколов к Северному полюсу, под руководством Чилингарова. Это нужно стране и сегодня, а Ломоносов ещё в 18 веке настойчиво писал о неизученных землях Ледовитого океана.
Первая русская научная экспедиция, ведомая Челюскиным и Чичаговым, состоялась именно стараниями Ломоносова. Он организовал её и составил подробную инструкцию для участников экспедиции.
Картография
В 1758 Ломоносову было поручено “смотрение” за Географическим департаментом, Историческим собранием, Университетом и Академической гимназией при АН.
Основной задачей Географического департамента было составление “Атласа Российского”. Ломоносов разработал обширный план получения как физико-географических, так и экономико-географических данных для составления “Атласа” с помощью организации географических экспедиций, а также обработки ответов на специальные анкеты, разосланные в различные пункты страны.
Тесно связан с этими работами Ломоносова его замечательный трактат “О сохранении и размножении российского народа” (1761), имеющий общественно-политический характер. В нем Ломоносов предложил ряд законодательных и общественных мероприятий, направленных на увеличение народонаселения России путем повышения рождаемости, сохранения родившихся и привлечения иностранцев в русское подданство.
В “Рассуждениях о большой точности морского пути” (1759) Ломоносов предложил ряд новых приборов и методов для определения долготы и широты места.
В этом сочинении он впервые внес предложение об организации международной Мореплавательской академии для совместного решения наиболее важных научно-технических проблем мореплавания. Ломоносов исследовал морские льды и дал первую их классификацию. Он неоднократно подчеркивал политическую и хозяйственную важность для России освоения Северного морского пути.
В 1762-63 написал “Краткое описание разных путешествий по северным морям и показание возможного проходу Сибирским океаном в Восточную Индию”, а в 1764 — “прибавление” к этой работе “О северном мореплавании на Восток по Сибирскому океану”, сопроводив его “примерной” инструкцией “морским командующим офицерам”. Он предвидел, что “России могущество будет прирастать Сибирью”.
геология
"Среди всех работ Ломоносова в этой области знаний резко выделяется его работа о слоях земных.
Она является во всей литературе XVIII века - русской и иностранной - первым блестящим очерком геологической науки. Для нас она интересна не только потому, что связана с научной работой, самостоятельно шедшей во главе человеческой мысли, сделанной в нашей среде, но и потому, что она в значительной мере основана на изучении природы нашей страны; при этом она сделана раньше той огромной работы описания России, которая совершена была натуралистами, связанными с Академией Наук, в течение царствования императрицы Екатерины II...".
(В. И. Вернадский о работах М. В. Ломоносова по геологии и минералогии)
Впервые идея создания специальных геологических музеев была высказана М. В. Ломоносовым в 1750 г. в трактате «О слоях земных».
«Одно любопытство,- писал он,- довольно побуждает, чтобы знать внутренность российской подземной натуры и оную для общего приращения описав, показать ученому свету».
«О слоях земных»
Замечательная работа Ломоносова «О слоях земных» положила начало геологической науке в нашей стране. Ученый изложил в ней свои взгляды на строение земной коры, происхождение горных пород и встречающихся в них окаменелостей и полезных ископаемых, на образование гор, причины перемещения суши и моря и т. д.
Взгляды Ломоносова значительно опередили его время. Так, он стал одним из первых, кто понял значение внутренних сил в образовании рельефа Земли. Для М. В. Ломоносова отправной точкой зрения в геологии было представление о постоянных изменениях, происходящих в земной коре. Идея развития земной коры, высказанная М. В. Ломоносовым, намного опережала состояние современной ему науки. В своей работе "О слоях земных" он последовательно проводил идею о закономерной эволюции природы и фактически применял метод, впоследствии получивший в геологии название актуализма.
М. В. Ломоносов писал: «Твёрдо помнить должно, что видимые телесные на земле вещи и весь мир не в таком состоянии были с начала от создания, как иные находим, но великие происходили в нём перемены...».
Во времена Ломоносова понятия о строении Земли и ее прошлом были смутны Лучшие умы того времени не понимали значения ископаемых. Не только в XVIII веке, но даже до середины XIX века думали, что эти остатки окаменелых растений и животных не более, как «игра природы». О том, чтобы эти ископаемые когда-либо жили, населяли землю, – никто не смел и заикнуться. Остаткам насекомых, находимым в янтаре, приписывалось сверхъестественное происхождение; сам же янтарь признавался минералом. И вот, вопреки всемирно признанным авторитетам того времени, Ломоносов имел смелость высказывать диаметрально-противоположные мнения. Он не только высказывал их, но и осмеивал засевший в головах его современников псевдонаучный вздор.
«Я их спрашиваю, – пишет Ломоносов, – что бы они подумали о таком водолазе, который бы вынес из глубины моря монеты, оружие, либо сосуды, случайно попавшие туда во время морского сражения, и сказал бы им, что все это на дне моря производить во множестве забавляющаяся своим избытком натура? Я воображаю, – продолжает он, – что дно Великого океана вынесло наружу, океана, в котором воюющие древние народы и возвращающиеся из Восточной Индии и Америки флоты погребли, во время своего крушения, множество искусственных произведений, и оружия, и сосудов, и монет разнаго чекана. Что, если бы при этом кто стал утверждать, что все эти вещи произведены в морских пучинах самою натурою, исправляющею там и кузнечное, и оружейное, и медное, и монетное дело? Конечно, такой чудак подвергся бы всеобщему осмеянию. Но не так ли смешны и те философы, которые, видя на горах целые груды раковин, сходных с нынешними морскими, утверждают, что это не морское произведение, а легкомысленные затеи своевольной натуры»?
Михаил Васильевич утверждал, что остатки вымерших животных встречаются там, где жили эти животные. Если окаменелые морские раковины встречаются на суше, то, значит, эта суша была некогда дном моря. Ломоносов первый понял, что животные и растения далеких геологических эпох не только сохранились в виде отдельных окаменелых остатков, но и участвовали в образовании некоторых слоев земли, например пластов каменного угля. Он правильно объяснял образование чернозема, связывая его с накоплением в почве перегноя — остатков отмерших, разлагающихся растительных и животных организмов. Эта мысль Ломоносова в XIX веке получила развитие и подтверждение в исследованиях чернозема В. В. Докучаевым, основавшим новую науку — почвоведение. Заслуга М. В. Ломоносова и в том, что он впервые ввел термин "чернозем" в научный оборот.
До Ломоносова ученые считали каменный уголь горной породой, пропитавшейся каким-то «угольным соком». Такого мнения придерживались некоторые геологи даже в начале XIX веке. Между тем еще в XVIII веке Ломоносов доказывал, что ископаемый уголь, подобно торфу, образовался из растительных остатков, покрытых впоследствии пластами горных пород. Необходимо отметить, что Ломоносов первый указал на образование нефти из остатков организмов. Эта мысль получила подтверждение и признание только в XX веке.
"О размножении и сохранении
российского народа"
В 1761 году, 1 ноября, в день рождения И. Шувалова, Ломоносов поднес ему одно из замечательнейших произведений своего пера. Это было большое письмо, в котором наш ученый собрал все свои "старые мысли, простирающиеся к приращению общественной пользы". Все оно написано на одну тему - "о размножении и сохранении российского народа", и Ломоносов находит, что взгляды, высказываемые им здесь, могли бы быть подведены под следующие главы:
"1) О размножении и сохранении российского народа.
2) Об истреблении праздности.
3) Об исправлении нравов и о большем народа просвещении.
4) Об исправлении земледелия.
5) Об исправлении и размножении ремесленных дел и художеств.
6) О лучших пользах купечества.
7) О лучшей государственной экономии.
8) О сохранении военного искусства во время долговременного мира".
Причинами уменьшения народонаселения Ломоносов считает, во-первых, браки между лицами несоответствующих лет, а также насильственные; во-вторых, запрещение жениться более трех раз; в-третьих, насильственное пострижение в монахи вдовых молодых священников и дьяконов и вообще поступление в монашество молодых людей обоего пола. Для сохранения жизни младенцев, рожденных вне брака, ученый предлагал устраивать "богаделенные дома", которые принимали бы и воспитывали бы подобных детей.
Для преодоления большой смертности Ломоносов рекомендует составить общедоступный лечебник, размножить лекарей и русские аптеки и этим уничтожить суеверное лечение волшебством и чародейством. Особенною яркостью красок блещет описание излишеств, которым русский народ предается в большие праздники.
Дальнейшие меры, которыми автор надеялся задержать уменьшение численности русского народа, сводились к искоренению драк, разбоев, к возвращению множества беглых из-за границы, к призыву иностранных поселенцев и так далее. Вообще это письмо затрагивает целую массу важных вопросов, которые и поныне остаются нерешенными. Широта взгляда вместе с глубоким знанием своего народа, искреннее убеждение в правоте своего мнения и могучий, блестящий и горячий язык, каким написано все письмо, заставляют признать это произведение одним из наиболее выдающихся во всей русской литературе XVIII столетия.
В нашем столетии этот знаменитый трактат претерпел многочисленные мытарства, навлекая гонения на издателей и цензоров, осмеливавшихся пропускать его в печать, хотя и с многочисленными пропусками.
Только в 1871 году, то есть почти через 110 лет, письмо Ломоносова впервые было напечатано без пропусков в третьем выпуске "Бесед в обществе любителей российской словесности".
Изучение строения кристаллов
В ряде своих работ, но главным образом в диссертации "О рождении и природе селитры" ученый изложил важные идеи о строении кристаллов и их природе.
Он сформулировал закон постоянства углов для различных кристаллических веществ.
Мысли Ломоносова о природе кристаллов в основном были подтверждены наукой в 19 и 20 веках.
Ломоносов не только ученый технических природных наук, но и Великий ученый Русского языка, создавший «Русскую грамматику», которая положила начало всем основным грамматикам.
Слово о Ломоносове
300 лет назад на Архангельской земле родился человек, которому было суждено открыть новую страницу в истории России.
Немногие современники и гораздо более многочисленные потомки, среди которых немало выдающихся учёных, писали о Ломоносове и его уникальном вкладе в развитие науки и образования. Но сколько бы ни было о нём сказано, кажется, что этой исполинской фигуре тесно в наших книгах и выступлениях. Да и взгляд у каждой эпохи свой. Из нашего двадцать первого века Ломоносов видится не так, как, например, из девятнадцатого.
Поэтому мы снова и снова, «встав на плечи» наших великих предшественников, чтобы лучше видеть, смотрим вдаль, на три века назад, с надеждой лучше разглядеть и понять этот уникальный феномен – феномен Ломоносова.
Корни его – в Поморье, которое щедро одарило Ломоносова всем, чем богат этот северный край, сформировало и закалило его. И внешностью он был вылитый богатырь, и духом крепок и могуч. Правда, этим он был схож с большинством своих земляков. От всех его отличало одно – беспримерная, не виданная никем вокруг и потому непонятная даже родным тяга к знаниям. Так давал о себе знать скрытый пока в юноше мощный интеллект, сопряжённый с редким талантом. И, например, северное сияние – привычное для поморов зрелище – у Ломоносова становилось предметом поэтического вдохновения и научного объяснения.
Жажда знаний стала судьбоносной силой, подчинившей себе, или, вернее, сформировавшей всю жизнь Ломоносова. Она заставила его бросить дом и пешком, с рыбным обозом, отправиться в Москву – учиться! Пришлось назваться сыном священника, чтобы поступить в Славяно-греко-латинскую академию – самое серьёзное в то время учебное заведение. Двадцатилетний Михайло сел за одну парту с подростками, быстро и успешно овладевая школьной премудростью. Жить приходилось на три копейки в день, не говоря уже о насмешках со стороны мальчишек, но разве это могло остановить холмогорского рыбака, семимильными шагами проходящего свой путь в науку?
Историей Ломоносову была уготована важнейшая культурная миссия – заложить основы российской науки и системы образования, создать первый российский университет. С этой миссией он блестяще справился, став настоящим национальным достоянием.
Сегодня на Московский университет возложена огромная ответственность за судьбу российской науки и образования. Задача масштабная, но для успеха у нас есть всё. Я уверен, что Московский университет сохранит свою роль Альма матер будущих Платонов и Невтонов! И это – лучший памятник Ломоносову, который говорил:
Я знак бессмертия себе воздвигнул
Превыше пирамид и крепче меди.