Пётр Капица - Эксперимент, Теория, Практика. Статьи, Выступления
И по сей день коллективный труд ученых в международном масштабе является основным фактором, обеспечивающим быстрый рост науки. Он стал возможен не только благодаря росту материального благосостояния людей и развития средств связи между странами, но, главное, это стало возможным благодаря изобретению в XV веке книгопечатания.
Все ученые хорошо понимают, что и по сей день без книги невозможно ни распространение, ни сохранение научного опыта и научных достижений, а без этого, конечно, наука не может полноценно развиваться. В это же время происходит отрыв науки от церкви, что было необходимо, чтобы наука развивалась на здоровой материалистической базе.
С этого времени передовые государственные деятели начинают понимать значение развития естественных наук для роста человеческой культуры. Уже в начале XVII века громадное значение опытного изучения природы и индуктивный метод обобщения этих опытов, ведущий к познанию законов природы, были четко сформулированы Фрэнсисом Бэконом. Крупный государственный деятель, достигший положения лорда-канцлера, Бэкон в 1621 году был осужден за взяточничество. Конец своей жизни он провел в полуизгнании, где написал философские работы, которые обессмертили его имя. Так, бесславие при жизни превратилось в славу после смерти. В писаниях Бэкона, в одном неоконченном сочинении, названном им «Новой Атлантидой», он по-новому возрождал историю Платоновой Атлантиды. Остров этот живет и управляется учеными. В описании острова можно найти и научные институты и другие стороны организации научной жизни, напоминающие нашу государственную организацию науки.
Значение науки как могучей силы, направляющей рост культуры страны по правильному пути, Бэкон дает в следующем красивом образе, где наука противопоставляется эмпиризму: «хромой калека, идущий по верной дороге, может обогнать рысака, если тот бежит по неправильному пути. Даже более того, чем быстрее бежит рысак, раз сбившись с пути, тем дальше оставит его за собой калека». Также Бэкон провозгласил физику «матерью всех наук», которая первая указывает путь развития культуры человека. Я даю это описание так подробно, поскольку Бэкон в те времена широко читался и его «Новая Атлантида» выдержала много изданий. Его взгляды были распространены в правящей верхушке передовых стран и в это время развитие науки стало считаться государственной заботой. Тогда же научная работа так распространилась, что возникла потребность согласованной работы, поэтому уже в XVII веке во многих странах начинают создаваться академии наук или аналогичные им научные общества. Начинают печататься периодические научные журналы и мемуары.
Петр I при посещении им Европы быстро воспринял значение науки для развития страны и, конечно, не мог не понимать, что России, чтобы стать передовой, культурной страной, тоже нужна наука. Тут происходят известные беседы на эту тему Петра с Лейбницем и возникает идея создания в России Академии наук. Создается наша Академия уже после смерти Петра при Екатерине I, в 1725 году. Хорошо известно, что Академия была сформирована из иностранцев с тем, чтобы они воспитали русских ученых. Мы знаем, что Ломоносову повезло — он вовремя попал в Петербург, чтобы стать одним из первых русских ученых в Академии наук. Но, конечно, еще больше повезло Академии наук, что первым русским ученым стал Ломоносов. Он получил свое высшее научное образование в Германии, где в продолжение 5 лет учился, главным образом, у профессора Христиана Вольфа. В 1741 году Ломоносов возвратился в Петербург, где ему пришлось начинать свою научную деятельность в весьма неблагоприятных условиях.
К этому времени Академия наук уже существовала почти 20 лет, царствовала Анна, правил Бирон, и идея Петра о развитии своей, русской науки начала отходить на второй план. При создании Академии наук среди приглашенных иностранцев были только два настоящих крупных ученых, оба ставших знаменитыми. Это были Леонард Эйлер и Даниил Бернулли. Но внимательное отношение к ним все уменьшалось, и в 1741 году, когда Ломоносов вернулся из Германии в Петербург, они оба, сначала Бернулли, а потом Эйлер уже покинули Академию. Интересно, что Эйлер покинул Петербург за три дня до возвращения Ломоносова из Германии и вернулся снова в Петербург уже при Екатерине II, когда внимание к ученым стало снова повышаться. Но это было уже через год после смерти Ломоносова. Таким образом, хотя Ломоносов и много переписывался с Эйлером, лично они не встречались, если не считать возможных посещений Ломоносовым до его отъезда в Германию лекций Эйлера.
Итак, в Академии наук в области своих работ по физике и химии Ломоносов был предоставлен почти полному одиночеству. За развитием науки ему приходилось следить по литературе, которая была тогда скупой, личного контакта с крупными учеными у него не было, так как Ломоносов, ставши ученым, ни разу не выезжал за границу, а иностранные ученые для общения с ним в Петербург не приезжали, поскольку тогдашняя Академия наук не представляла интереса.
Несмотря на эту оторванность от мировой науки, Ломоносов все же сумел сосредоточить свои работы на самых актуальных проблемах химии и физики того времени. Как ученый, он совмещал в себе мыслителя и экспериментатора. Интересны его высказывания о связи теории и эксперимента, они вполне актуальны и по сей день: «Некоторые теоретики, без всяких предварительных опытов злоупотребляющие своим досугом для измышления пустой и ложной теории и загромождающие ими литературу...»
Во главу изучения природы Ломоносов ставил опыт, это его характерная черта как ученого. Поэтому он много сил положил, чтобы создать лабораторию, и усердно работал там. Но тогдашнее окружение мало ценило Ломоносова как ученого, его ценили, прежде всего, как поэта. За одну из своих хвалебных од Ломоносов получил от царицы 2000 рублей, что было больше, чем его трехлетнее жалование в Академии наук (660 рублей в год).
Ломоносова также ценили как историка, как создателя литературного русского языка, за его грамматику, за его переводы, ценили его как государственного деятеля, заботившегося о развитии образования и техники в России.
Значение его научных занятий в лаборатории не было понятно чиновникам и двору. Чтобы оправдаться в своих лабораторных занятиях, Ломоносов писал в 1753 году графу Шувалову: «полагаю, что мне позволено будет в день несколько часов времени, чтобы их вместо бильярду, употребить на физические и химические опыты...» Таким образом, Ломоносову приходилось оправдываться в своей научной работе, что он тратит на нее время досуга вместо игры в бильярд. Конечно, оправданием затрат государственных средств на лабораторию были и практические результаты, как, например, получение мозаичного стекла и решение различных технических задач. Приходится удивляться тому, как много сделал Ломоносов в области экспериментальной базисной науки, несмотря на эти неблагоприятные условия. Во-первых, он очень широко захватил в своих работах различные области физики. Он изучал жидкое, твердое и газообразное состояние тел. Он тщательно разработал термометрию, он точно калибровал свои ртутные термометры. Пользуясь ими, он, например, определил коэффициент расширения газов при нагревании с удивительной для своего времени точностью. Сравнивая его данные с современными, мы находим, что он сделал ошибку меньше 3%, что было в десять раз точнее принятого тогда значения. Это показывает исключительно высокую технику Ломоносова как экспериментатора. Перечисление остальных достижений Ломоносова в области экспериментальной физики и химии, которые были сделаны на том же высоком уровне, заняло бы слишком много времени и не является нашей задачей. Интересующиеся этим вопросом могут прочесть прекрасную монографию Б. Н. Меншуткина о трудах Ломоносова по физике и химии, изданную в 1947 году.
Несомненно, эти работы Ломоносова должны были уже сами по себе поставить его в ряд крупнейших экспериментаторов того времени. Интересно, что опыты Ломоносова по электричеству, в которых он развивал работы Франклина, более известны не по своим научным результатам, а потому что они привели к смерти Рихмана, убитого грозовым разрядом. Эти работы привели Ломоносова к выдвижению интересной гипотезы о природе электрического заряда в облаках.
Есть у него и ряд оптических работ, они сводились к построению более совершенных оптических приборов, как, например, телескоп-рефлектор, которым Ломоносов в 1761 году наблюдал редкое явление — прохождение Венеры по диску Солнца. Эти наблюдения были тоже крупным вкладом в науку. Он заметил деформацию и расплывчатость краев диска Венеры и этим первым показал, что на Венере должна быть атмосфера. Интересно отметить, что в современных астрономических руководствах пишут, что такое же доказательство было сделано лишь в 1882 году, т. е. на 121 год позже, когда Венера опять проходила через солнечный диск.
