Основные направления развития науки

Астрономия

Переведенные на русский язык «Всемирная хроника» М. Бельского, «Космография» А. Ортелиуса, «Космография» Г. Меркатора, статьи с астрологическими элементами утверждали геоцентризм, шарообразность Земли, существование антиподов, знакомили подробно с семью планетами на сферах, двенадцатью зодиакальными созвездиями, по которым движется Солнце.

Возможности для наблюдения за звездным небом расширились с появлением на Руси оптических инструментов. Одновременно с очками и зажигательными стеклами на Русь попали и подзорные трубы. Первая подзорная труба была привезена Гебдоном в Москву в 1658 г. Изображения в русской живописи рассматриваемого периода подтверждали интерес к астрономии. На фресках Успенского собора Свияжского монастыря (1561) была изображена сфера - шар всего мира, в 1681 г. расписана церковь Ильи-пророка в Ярославле - здесь и земной глобус, и меридиан, и экватор.

Победа учения Н. Коперника явилась результатом развития наблюдательной астрономии, основанной на теории движения планет и построенной на основе гелиоцентрических воззрений. История астрономических исследований в России в XVIII в. напрямую связана, с одной стороны, с успехами российской науки в математике, географии и картографии, а, с другой, пассивным противостоянием церкви развитию естествознания.

Еще будучи в Англии в 1697 г., Петр I встречался с известным астрономом Э. Галлеем и приглашал его в Россию для организации преподавания. Однако приехал в нашу страну астроном А. Фарварсон, рекомендованный Э. Галлеем. В дальнейшем, находясь в Копенгагене в 1716 г., Петр I часто посещал астрономическую обсерваторию, где наблюдал при помощи так называемой пассажной астрономической трубы прохождение звезд через меридиан.

Одним из крупных астрономов петровского периода был Я. Брюс. Он был сыном военного русской службы, героически погибшего под Азовом, и родился в Москве. В юности Я. Брюс основательно изучил астрономию и вел оживленную переписку с Петром I на астрономические темы. Ученый постоянно пользовался различными телескопами и строил их сам, оставив после себя подробные описания наблюдавшихся им полярных сияний и полетов болидов.

С именем Я. Брюса было связано много легенд, так как его также считали астрологом и чернокнижником. С астрологией имя Я. Брюса связано из-за календаря, который в виде настольных таблиц выходил в 1709-1715 гг. в Москве. Кроме обычных астрономических сведений, календарь содержал астрологические предсказания с 1710 по 1821 гг., заимствованные из разных источников. Календарь Я. Брюса был вторично выпущен в 1726 г. и с тех пор неоднократно переиздавался.

В первой четверти XVIII в. просвещенная Россия активно реагировала на зарубежные сочинения по астрономии, публикуя их переводы. Поистине заметным событием стало издание в Петербурге в 1717 г. книги Гюйгенса «Космотеорос», из которой читатели впервые позаимствовали идею множественности миров. Однако распространение правильных астрономических представлений встречало упорное сопротивление в реакционных слоях русского общества. Например, директор Петербургской типографии М. Аврамов, был убежден, что Коперниково открытие есть «сатанинское коварство». Воспользовавшись отсутствием Петра I, он уменьшил тираж книги Х. Гюйгенса с 1200 до 30 экземпляров. Однако книга вышла вторым изданием в 1724 г.

В 1730 г. русский поэт-сатирик А. Кантемир перевел на русский язык прославившуюся в западной Европе книгу Б. Фонтенеля «Разговоры о множественности миров», вышедшую в Париже в 1696 г. Излагая в увлекательной форме новейшие астрономические данные, автор смело пропагандировал идею обитаемости планет и даже Солнца. Увидев свет только через 10 лет после перевода, книга была запрещена Синодом в 1760 г. Только благодаря стараниям М. Ломоносова перевод книги вышел вторым изданием в 1761 г.

После организации Академии наук и художеств в башне на здании Кунсткамеры была оборудована обсерватория. Являясь одной из лучших в Европе, она располагала инструментами для определения положения светил на небе, а также отражательными телескопами с зеркалами и зрительными трубами.

Работа по определению координат опорных пунктов для построения географической карты империи предопределила основные направления теоретических исследований астрономов России. Значительный размах астрономо-геодезических работ осуществлялся еще при Петре I во время экспедиции 1719-1722 гг. Тогда бывшие воспитанники Навигацкой школы Ф. Лужин и И. Евреинов произвели многочисленные измерения в Восточной Сибири, на Камчатке и на Курильских островах. Определение астрономических координат производилось в широком масштабе во время Великой Северной экспедиции 1732-1743 гг. Студент университета при Академии наук и художеств, а впоследствии академик А. Красильников провел главные астрономические работы в этой экспедиции.

Многие российские ученые осуществляли как теоретические исследования, так и практические разработки в области астрономии и астрофизики. Так, М. Ломоносову принадлежит заслуга в усовершенствовании старых и изобретении новых морских астрономических приборов. В 1762 г. ученый построил «морской жезл» и обосновал теорию его применения, суть которой сводилась к большей точности и удобству при наблюдениях, а также большей простоте вычисления. М. Ломоносов создал отечественную астрономическую терминологию, заменив иностранные слова русскими или придав им более простые формы, например, «земная ось», «преломление лучей»; снова ввел в русский технический язык слова «чертеж» (вместо абрис), «маятник» (вместо «перпендикуль»). Во время наблюдения за прохождением планеты Венера перед диском Солнца, М. Ломоносовым было сделано одно из значительных астрофизических открытий – обнаружена атмосфера вокруг Венеры.

Во второй половине XVIII в. значительный размах получила деятельность русских геодезистов, часто производивших свои астрономические наблюдения с «риском для жизни». Так, Ф. Черный и М. Арнольди в 1765 г. определили координаты ряда пунктов в Приазовье, в только что присоединенном к России Крыму и на Кавказе. Во время этих поездок М. Арнольди был захвачен в плен черкесами и продан в рабство; лишь через семь лет он освободился и вернулся в Петербург.

На основе работ русских астрономов и геодезистов академиком С. Румовским был составлен в 1786 г. каталог астрономических пунктов России. Он отличался значительной по тому времени точностью и по количеству определенных пунктов превосходил современные аналогичные каталоги других стран.

Широкий организационный размах получили в России работы, связанные с наблюдениями прохождения Венеры по солнечному диску в 1769 г., которые производились в различных странах. С. Румовский и Л. Эйлер провели значительную подготовительную работу, описав методы наблюдений, составив инструкции, приобретя необходимые инструменты и подготовив ряд экспедиций. Обработав полученные экспедициями наблюдения, С. Румовский определил расстояние от Земли до Солнца с гораздо большей точностью, чем это было сделано в Западной Европе. Значительный резонанс получили работы Л. Эйлера по небесной механике, в том числе разработка им теории прохождения Луны.

На протяжении XVIII в. значительных успехов достигла практическая астрономия, непосредственно связанная с запросами географии и картографии. Новая астрономия, созданная трудами Н. Коперника и его последователей, нашла свое воплощение в трудах М. Ломоносова в астрофизике и Л. Эйлера по небесной механике.

Математика

Математические рукописи - учебники математики XVII в. - свидетельствуют о готовности русского общества наряду с грамматикой, риторикой, диалектикой, музыкой, геометрией и астрономией вводить в систему образования и «счетную мудрость». Однако в них отсутствовали теоретические выкладки, выводы или разъяснения, а содержались только правила, поясняемые задачами. Содержание их было рассчитано на торговцев и землемеров, ремесленников и чиновников. Старая славянская буквенная нумерация уступила место цифровой, десятичной, появившейся в ходе установления экономических связей со странами Западной Европы во второй половине XVII в. Одновременно с производством действий над числами в уме или в письменном виде был распространен счет инструментальный (пальцы, зарубки, узелки на веревках), «дощаный» (прообраз позднейших счетов), российская самобытность которых неоспорима.

Решающим для прогресса математических наук в России XVIII в. был выход из узкой сферы решения чисто коммерческих и налоговых задач купцами и приказными чиновниками на уровень государственной важности. Значительная роль в первоначальном подъеме математической культуры в России принадлежала Л. Магницкому, Я. Брюсу, А.Фарварсону, а также самому Петру I.

Л. Магницкий происходил из крестьян Тверской области По окончании Славяно-греко-латинской академии в Москве он самостоятельно изучил ряд новых языков и математику. Вместе с А. Фарварсоном он преподавал математические предметы в Навигацкой школе. После создания в 1715 г. Морской академии в Петербурге и перевода в Петербург А. Фарварсона Л. Магницкий возглавлял в Навигацкой школе все преподавание до конца своей жизни.

Написанная Л. Магницким «Арифметика» состояла из двух книг: первая имела характер собственно арифметического руководства, изложенного в системе. Во второй - излагались обширные сведения по астрономии, алгебре, геометрии, тригонометрии и навигации, что позволило современникам высоко оценить энциклопедический характер книги. «Арифметика» еще не содержала доказательств. Вместе с тем, благодаря введению многочисленных определений и некоторых пояснений, руководство Л. Магницкого занимало промежуточное место между прежней, вполне догматической манерой подачи математических сведений, и той новой методикой, которая стала понемногу крепнуть в русской школе после организации Академии наук и художеств, и в которой доказательству математических предложений было отведено видное место. «Арифметика» Л. Магницкого оставалась в обиходе учащихся до середины XVIII в.

Среди двадцати трех профессоров и адъюнктов, приглашенных в Петербургскую академию наук в 1725-1727 гг., семеро были математиками и механиками. Им предстояло усовершенствовать математический аппарат, решить теоретические и практические проблемы астрономии и физики, картографии и геодезии, кораблестроения и кораблевождения.

Первые математики Я. Герман, Д. и Н. Бернулли пробыли в России недолго, до начала 3О-х гг. XVIII в. и не смогли реализовать себя полностью. Из-за внутренних распрей в Академии наук и художеств они вынуждены были покинуть российский научный центр. Ставший впоследствии известным математиком Л. Эйлер был приглашен братьями Д. и Н. Бернулли вначале на кафедру физиологии и только после отъезда Д. Бернулли из России в 1733 г. получил кафедру математики. Л. Эйлер родился в швейцарском городе Базеле в семье сельского пастора. Закончив Базельский университет, где изучал древние языки и классиков, философию и богословие, юноша тем ни менее потянулся к математике. Занимаясь математикой с известным профессором И. Бернулли, Л. Эйлер завязал крепкую дружбу с его детьми - Н. и Д. Бернулли, с которыми в дальнейшем и поехал работать в Россию.

Отличаясь необычной продуктивностью, Л. Эйлер напечатал в изданиях Академии наук и художеств свыше четырехсот шестидесяти работ. В течение почти века после смерти математика в 1783 г. в России было издано еще около двухсот работ. Создавая новый аппарат математического анализа, Л. Эйлер работал над проблемами интегрального (вычисление площадей и объемов фигур и центров тяжести) и дифференциального исчисления (определение касательных к кривым, отыскание наибольших и наименьших значений данных функций). Одной из наиболее выдающихся заслуг Л. Эйлера в математике явилась разработка им новой науки – вариационного исчисления (круг задач о наибольших и наименьших величинах, существенно отличных от обыкновенных задач на максимумы и минимумы, решаемых в дифференциальном исчислении).

Для русской школы Л. Эйлер написал «Руководство к арифметике», классический курс алгебры «Универсальная арифметика». В 1741 г. в связи с нелегким положением Петербургской Академии наук в годы царствования Анны Иоановны, Л. Эйлер переехал в Берлин, не порывая связей с Россией, в частности работая со своими учениками С. Котельниковым и С. Румовским. Самостоятельным творчеством эти математики не занимались, да и вряд ли можно было требовать большего от лиц, выросших в стране, где не было еще научной среды.

Возвратившись в Россию при Екатерине II в 1767 г., Л. Эйлер сумел применить свои знания в картографии, возглавив Географический департамент. Одним из направлений деятельности Л. Эйлера было участие в технической экспертизе производства пильных машин, пожарных насосов, в комиссии о мерах и весах, где изучал вопрос о чувствительности весов для взвешивания монет, позднее в комиссии по изучению проекта одноарочного моста через Неву, предложенного изобретателем И. Кулибиным. Большое значение для корабельного дела имело сочинение Л. Эйлера «Морская наука», а для кораблевождения – работы по уточнению теории движения Луны.

Значительный вклад в развитие русской математической культуры внесли ученики Л. Эйлера – Н. Фусс, написавший замечательный курс алгебры на рубеже XVIII и XIX вв., и М. Головин (автор учебника по тригонометрии). М. Головин принадлежал также к числу крупных деятелей русского просвещения. Он был одним из редакторов собрания сочинений М. Ломоносова, а в последние годы жизни – профессором Учительской семинарии в Петербурге – первого учебного заведения, специально готовившего преподавателей русских гражданских школ.

Вопросы обоснования анализа получили развитие и в русской математике на рубеже XVIII-XIX вв., особенно в трудах С. Гурьева. Он окончил Артиллерийский и Инженерный кадетский корпус в Петербурге, после чего стал преподавать навигацию, артиллерию и математику. В 1796 г. С. Гурьев приступил к работе в Академии наук и художеств в должности адъюнкта. Он чрезвычайно заботился о подготовке национальных кадров русских ученых, о распространении научной и учебной литературы на русском языке. Еще в 1799 г. С. Гурьев предложил целиком переводить на русский язык издававшийся тогда по-латыни научный орган Академии наук и художеств. Не приняв это предложение, Академия наук и художеств через девять лет все-таки приступила к выпуску «Умозрительных исследований» на русском языке, где помещались ценные статьи по естествознанию и математике. С. Гурьев принял большое участие в реформах в области просвещения. Он преподавал в различных учебных заведениях Петербурга и написал ряд учебников по математике для средней и высшей школы.

Теоретическая механика

Основной проблемой, волновавшей механиков и философов того времени, было объяснение движений небесных тел и определение формы Земли как одного из этих тел. Общепринятая картезианская точка зрения, основанная на кинетической механике Р. Декарта, сводилась к определению тяготения как движению некоей тонкой материи, что явно противоречило взглядам И. Ньютона в сформулированной им теории всемирного тяготения и принципе действия гравитационных сил на расстоянии.

Развитие теоретической механики в России началось в картезианском направлении, поэтому, видимо, большинство самостоятельно решенных русскими учеными задач относилось к статике, где силы взаимодействия тел возбуждаются непосредственным контактом.

К числу естественнонаучных проблем, особенно стимулировавших математические изыскания Л. Эйлера, также принадлежали проблемы механики. Ученый первым дал систематическое изложение механики на языке математического анализа и решил ряд важнейших проблем механики точки и твердого тела, а также механики жидкостей. Подлинные основы механики движения жидкостей были заложены в «Гидродинамике» Д. Бернулли, основное уравнение которого сводилось к определению зависимости между давлением, скоростью течения и потенциалом массовых сил при установившемся течении идеальной несжимаемой жидкости.

В трудах М. Ломоносова - сторонника картезианства - вопросы механики были связаны с учением о корпускулярной философии, тем самым, с общими положениями философского материализма Он считал, что объяснение качеств всех тел нужно искать в составляющих их нечувствительных физических частичках.

Физика

В связи с развитием производства, конструированием машин и механизмов и вследствие большей простоты и наглядности механического движения главное место среди отраслей физики занимала механика. Далее шла оптика в связи с разработкой вопросов теории зрения, постепенным установлением законов геометрической оптики. Если механика начала XVIII в. обладала уже стройной математической теорией, а оптика – рядом количественных законов и методами расчета оптических инструментов, то изучение теплоты, электричества и магнетизма находилось еще в самой начальной стадии.

В физике начала XVIII в. шла борьба между гипотезой об атомистическом строении материи и представлением о ее непрерывности. Для механистического периода в истории естествознания было характерно отделение материи от движения. Попытку построения натурфилософской системы, в которой на первый план выдвигается не материя, а сила как причина движения, была предпринята Г. Лейбницем, который предположил, что причиной движения и основой материального мира служат монады – непротяженные источники сил.

С созданием Академии наук и художеств и приездом в Россию Л. Эйлера, Д. Бернулли, Г. Бильфингера и Г. Крафта были созданы организационные предпосылки для творческого развития физики в стране. В обязанности академиков-физиков входило помимо теоретических исследований ведение метеорологических наблюдений, начатых по инициативе Петра I до организации академии. В 1726 г. был создан физический кабинет, куда поступили физические приборы из Кунсткамеры. Были организованы механическая и оптическая мастерские.

Г. Бильфингер объяснял теорию тяготения существованием вихрей, окружающих Землю и воздействующих на находящиеся на ее поверхности или вблизи поверхности тела. Г. Крафт прочитал первый полный курс по физике, широко пользуясь приборами физического кабинета. Г. Рихман осуществил серьезные экспериментальные исследования тепловых и электрических явлений с помощью сконструированного им впервые в мире электрического измерительного прибора. Для изучения атмосферного электричества Г. Рихман устроил у себя дома громовую машину, состоящую из громовой стрелы, установленной на крыше и соединенной с указателем, находящимся в доме, однако 26 июня 1753 г. был убит молнией во время опытов с грозовым электричеством.

Фундаментальное значение в истории акустики имели исследования Л. Эйлера по теории колебаний. Им были установлены уравнения колебаний струны и уравнение для трехмерных колебаний. Еще одна существенно новая идея Эйлера в области инструментальной оптики относится к конструкции солнечного микроскопа – прибора, позволяющего проектировать увеличенное микроскопом изображение на экран.

Личность Ф. Эпинуса, приехавшего в Петербург еще при М. Ломоносове, неоднозначна. Поначалу, занимаясь чисто научными изысканиями, ученый совершил значительные открытия. Так, создание количественной теории электростатических явлений началось с фундаментального трактата Ф. Эпинуса «Опыт теории электричества и магнетизма» (1759). Наиболее важный момент теории Ф. Эпинуса заключался в доказательстве сходства электростатических и магнитных явлений, которые в те времена рассматривались обычно изолированно.

В дальнейшем Ф. Эпинус, продолжая занимать академическую кафедру физики, большую часть времени был занят административными и придворными обязанностями, что негативно сказалось на работе физического кабинета Академии наук и художеств. Ф. Эпинус неоднократно выступал против М. Ломоносова, поддерживая Тауберта.

В трудах М. Ломоносова органически сочетались экспериментальные исследования и широкие теоретические обобщения. Атомистика М. Ломоносова отличалась от соответствующих теорий И. Ньютона и Г. Лейбница, так, его «нечувствительные частицы» взаимодействовали только при непосредственном контакте и имели материальные природу и конечные размеры, а решение им вопроса о взаимодействии материи и движения связывалось с существованием конкретных законов сохранения энергии.

Главным аргументом М. Ломоносова против «дальнодействия» в теории тяготения было утверждение, что «покоящееся тело не может дать того, чего у него нет – движения». Та же идея «неуничтожимости» движения лежала в основе его теории тепла. В основе учения М. Ломоносова о теплоте лежит представление об атомистическом строении вещества и стремление объяснить все явления природы движением материи.

Разработка основ кинетической теории позволила М. Ломоносову правильно объяснить процесс распространения звука как передачу упорядоченного колебательного движения при столкновении частиц. Изучая теорию цветов в оптике по принципу совмещения частиц, М. Ломоносов утверждал, что движение может передаваться только через однородные частицы, способные сцепляться друг с другом наподобие зубчатых колес. В дальнейшем эти идеи были использованы М. Ломоносовым для организации отечественного производства оптического стекла и оптического приборостроения.

Интерес М. Ломоносова к явлениям электричества был реализован им во время экспериментального изучения атмосферного электричества в 1752 г., когда ученый установил его существование при полном отсутствии признаков грозы. В своей теории М. Ломоносов исходил из мысли об образовании электрических зарядов при трении восходящих и нисходящих токов воздуха.

В XVII-XVIII вв. электричество и магнетизм обычно рассматривались как совершенно изолированные одна от другой области физики. М. Ломоносов проявил интерес к земному магнетизму, так как стремился построить единую картину всех физических процессов и пытался применить его в мореплавании. Изучая проблему тяготения, М. Ломоносов доказывал вечность первичного движения. Невозможность получить движение от «чистого притяжения» ученый доказывал ссылкой на закон сохранения движения: покоящееся тело не может дать того, чего у него нет, - движения.

Свои разносторонние интересы в физике М. Ломоносов стремился передать подрастающему поколению. Он издал на русском языке «Волфианскую физику» Тюмминга, где впервые систематически излагались достижения мировой физики в XVII-XVIII вв. При этом ему пришлось почти заново создавать русскую физическую терминологию.

Таким образом, труды петербургских академиков положили начало новому периоду истории физики, который характеризовался сближением между физикой «близкодействия» и математической физикой (Л. Эйлер), между физикой «близкодействия» и атомистикой (М. Ломоносов). Отличительной особенностью российских ученых было стремление объяснить все физические явления на основе единой теории, исходя из понятия о непрерывной движущейся материи, без привлечения распространенных в то время гипотез о «невесомых».

Химия

В связи с потребностями развития производства химики XVI –XVII вв. разработали методы получения чистых кислот и солей, усовершенствовали приемы переработки руд и способы приборного анализа, внесли изменения в технику производства стекла и керамики, пороха, химико-фармацевтических препаратов, красителей. Поэтому химия, которая до тех пор была искусством превращения неблагородных металлов в золото при помощи «философского камня» и тайной магии постепенно стала наукой, изучающей состав и превращение веществ.

В XVII-XVIII вв. при изучении свойств и состава веществ химики чаще всего сталкивались с явлениями горения, окисления и восстановления. Однако сущность этих процессов оставалась загадкой. Первой теорией, с помощью которой пытались объяснить явления горения, окисления и восстановления, была теория «флогистона», выдвинутая немецкими химиками И. Бехером и Г. Шталем. Сущность ее состояла в предположении, что все горючие вещества содержат особое начало горючести или «флогистон», который выделяется из них при горении или обжигании.

Среди отечественных химиков XVIII в. М. Ломоносов оставил самый заметный след в отрасли, разработав корпускулярную теорию и молекулярно-кинетическую теорию тепла, предвосхитив закон сохранения веса при химических реакциях. Cвои экспериментальные работы ученый в основном проводил в химической лаборатории Академии наук, которая была открыта в 1748 г. на Васильевском острове. Все ее оборудование предназначалось для пробирного анализа и испытания металлов и руд, физико-химических исследований, фармацевтических опытов. Кроме целевых опытов М. Ломоносов произвел более 3 тыс. опытов по получению искусственно окрашенных стекол и фарфора.

Работа в лаборатории помогла М. Ломоносову сформулировать задачи новой науки – физической химии. Применив к химическим исследованиям физические методы, ученый попытался объяснить природу химических явлений путем постижения атомно-молекулярного строения материи. Исследования М. Ломоносовым причин увеличения веса металлов при обжигании (за счет соединения с воздухом) привели к установлению закона сохранения вещества и началу крушения «флогистонной» теории. Атомистическая концепция в трудах М. Ломоносова нашла конкретное приложение к химии и физике. Ученый рассматривал все явления природы как результат движения и взаимодействия атомов – «элементов» и молекул – «корпускул», из которых состоит материальный мир.

Вторая половина XVIII в. ознаменовалась в химии развитием учения о газах, крушением теории «флогистона» и созданием А. Лавуазье кислородной теории горения. Основные положения антифлогистической теории сводились к 1) увеличению веса горючих тел за счет их соединения с кислородом; 2) необходимости кислорода для горения; 3) получению углекислого газа путем соединения кислорода с углем; 4) констатации положения о том, что металлические окалины – это не простые тела, а соединения металлов с кислородом. В химии окончательно утвердился в качестве исходного положения принцип сохранения вещества.

Необходимость изучения естественных ресурсов страны, развитие металлургического, красочных, мыловаренных, квасцовых, поташных производств способствовали развитию химии в России. Кроме этого горная промышленность требовала широкого изучения природных ископаемых России. На монетных дворах, в аптеках, на стекольных и красочных фабриках России во второй половине XVIII в. химия применялась главным образом с прикладной целью. В это время появляются лаборатории заводского типа, в том числе Э. Лаксмана в Барнауле и химическая лаборатория Монетного двора в Петербурге. Аптечные лаборатории Т. Ловица и аптекаря И. Моделя поднялись до уровня научных производств.

В рассматриваемый период деятельность русских химиков была в значительной степени обращена на анализ минеральных веществ, металлических сплавов и на освоение металлургических процессов. Исследования металлурга и химика-аналитика И. Шлаттера – президента Берг-коллегии – касались разработки метода получения желтой меди (латуни), разделения золота и серебра посредством серы. Новый способ получения стекла Э. Лаксмана сводился к использованию обезвоженной природной глауберовой соли вместо поташа.

После М. Ломоносова значительную роль в развитии аналитической и физической химии сыграли труды крупных русских химиков Т. Ловица и А. Мусина-Мушкина. Т. Ловиц был сыном академика-астронома и начал свою деятельность в качестве ученика аптекаря. В 1793 г. был избран действительным членом Академии наук и художеств по кафедре химии. В 1786 г. ученый осуществил выдающиеся исследования по изучению способности древесноугольного порошка адсорбировать различные вещества из растворов.

Среди российских ученых было немало сторонников кислородной теории А. Лавуазье. Одним из них являлся В. Севергин, который был сыном вольноотпущенного музыканта из крепостных крестьян. В 1776 г. он был принят в гимназию при Академии наук и художеств, где проявил особый интерес к изучению химии, минералогии, физики, математики, горного дела и других естественнонаучных и технологических дисциплин. В 1784 г. В. Севергин был зачислен студентом академического университета, по окончании которого был послан в трехгодичную заграничную командировку. В 1789 г. он был избран адъюнктом Академии наук и художеств по кафедре минералогии, а через четыре года – академиком. В Медико-хирургической школе и академии В. Севергин преподавал антифлогистическую химию.

Развитие в России во второй половине XVIII в. металлургии, горного дела, медицины требовало знания химии, поэтому возникает острая потребность в подготовке технических специалистов и в публикации для этих целей учебных пособий. Так, в 1773 г. основывается Горное училище, призванное готовить специалистов в области горного дела и металлургии. Параллельно с обучением специалистов это учебное заведение решало научные задачи в тесной связи с производством. Еще по плану об учреждении при Берг-коллегии Горного училища химия предназначалась для «опыта плавки и разделения металлов, минералов и всяких рудных земляных пород, с точной достоверностью и открытию лучшим способом приобретения металлов как в плавильном, так и в пробирном виде, или произведения из одних потребных видов и существ, как оным свойственны». Академик В. Севергин, занимавший в конце XVIII в. кафедру химии в Горном училище, издал такие руководства, как «О добывании минеральной щелочной соли в России», «Способ испытать минеральные воды»; перевел несколько иностранных пособий.

Во второй половине XVIII в. в России появляется довольно обширная иностранная и отечественная литература по общей и прикладной химии. Пропаганде химических знаний способствовали опубликованные исследования о приготовлении лекарств и красок, изучении минерального сырья, составе почвы и руд, способах переработки природных продуктов.

Таким образом, накопив к началу XVIII в. значительный фактический материал в химии, ученые задались вопросом о создании новой обобщающей теории против «флогистона». М. Ломоносов заложил основы физической химии, атомно-молекулярного учения, молекулярно-кинетической теории теплоты. Отечественные исследователи второй половины XVIII в. своими открытиями содействовали развитию неорганической, физической, аналитической и органической химии.

Знание определенной зависимости между размерами колокола, сплавом, температурой плавления и звуком мастера-литейщики передавали из поколения в поколение. В конце XVII в. в Ростове работали Ф. Терентьев, Ф. Андреев, Е. Данилов, отлившие «Сысой» (2000 пудов), «Полиелейный» (1000 пудов), «Лебедь» (500 пудов), «Баран» (80 пудов).

Геология

С развитием мануфактур, торговли, с возникновением новых отраслей промышленности существенно увеличилась потребность в сырье для металлургической промышленности, в каменном угле. Это вызвало быстрое развитие горного дела и стимулировало поиски месторождений полезных ископаемых, что было связано, в свою очередь, с постепенным геологическим изучением территории страны.

Поисками полезных ископаемых в XVIII в. продолжали заниматься русские люди. Так, в 1702 г., по следам старых чудских копий крестьяне С. Бабин и К. Сулей открыли Гумашевское месторождение меди. Железная руда была найдена на Мезени Л. Агафоновым. С именем Г. Капустина связано открытие каменного угля на юге России - на Дону и в Воронежской губернии. Однако экспертиза угля была поручена иностранным мастерам Берг-коллегии, не заинтересованным в разработке его месторождений в России. Для повторной проверки сведений о качестве угля в 1723 г. была направлена экспедиция, которая подтвердила наличие месторождения на юге страны.

С организацией Академии наук и художеств изменился характер накопления геологических знаний. Среди первых приглашенных в Россию ученых не было специалистов в геологии, но были натуралисты, химики и физики, в сферу деятельности которых входили занятия геологией, минералогией и палеонтологией. Ценные геологические представления были получены участниками снаряженной и отправленной в 1733 г. Второй Камчатской (Великой северной) экспедиции. Один из ее участников И. Гмелин, исследовавший Сибирь и часть европейской России, описал минеральные источники и соляные озера, рудники и рудные месторождения, а также нерудные полезные ископаемые. С. Крашенинников, проделавший часть пути с И. Гмелиным, в 1737 г. из Якутска проехал на Камчатку, где работал в течение пяти лет. По возвращении в Петербург в 1743 г. он обработал собранные им материалы, и в 1755 г. издал книгу «Описание земли Камчатки».

Для развития геологической науки XVIII в. характерна борьба между метафизическими взглядами на природу как на что-то неизменное, постоянное, и новым прогрессивным направлением, выступавшим против церковных догм и рассматривавшим мир в его развитии. Для развития геологических наук имели огромное значение представления об образовании Земли как планеты, ее строении и происхождении рельефа. В XVII в. передовыми для своего времени были космогонические представления Р. Декарта и Г. Лейбница, рассматривавших Землю в развитии и утверждавших, что она некогда представляла собой раскаленный шар. При охлаждении он покрылся тонкой корой, которая продолжает утолщаться с течением времени. В противоположность этому мнению, большинство ученых (Уистон, Вудворд) рассматривало Землю и ее рельеф метафизически, то есть как нечто неизменное, созданное раз и навсегда.

Наиболее значительный представитель российской науки первой половины XVIII в. М. Ломоносов, исследуя проблему развития Земли, определил и систематизировал внутренние и внешние факторы ее геологического преобразования, изучил происхождение горных пород и горючих ископаемых, в том числе характер и способы преобразования рудных жил; сделал предположения о переменах климата. Реализация проекта М. Ломоносова о собирании через губернские канцелярии образцов руд, камней, песков со всей страны началась с приказа Берг-коллегии и была особенно горячо поддержана горнозаводским Уралом.

Геологические исследования в России во второй половине XVIII в. имели характер экспедиционного изучения и описания территории и природных ресурсов страны. Наибольший резонанс получили академические экспедиции 1768-1774 г. Накопив полевой материал в районах Поволжья, Урала, севера Европейской России, И. Лепехин сделал предположение о том, что все изменения земной поверхности происходят под воздействием воды и подземного огня. В теории П. Палласа, экспедиция которого обследовала часть среднего Поволжья, Заволжье, Оренбургский край, Урал, Сибирь до Читы, были определены длительные этапы истории Земли, соответствующие времени образования последовательных толщ слоев, слагающих горы. По мнению ученого, ядро горных цепей состоит из гранита. По обе стороны от ядра залегают сланцевые породы без окаменелостей, на них налегают глинистые сланцы и еще выше – известняки с окаменелостями, которые по мере удаления от центральной части гор становятся горизонтальными. Южная экспедиция под руководством И. Гильденштедта изучила Кавказ и установила его широтное положение, центральная часть которого сложена гранитом, а по северному и южному склону идут аспидные сланцы, песчаники и известняки.

Конец XVIII в. в истории геологической науки проходил в условиях борьбы двух течений – нептунизма и плутонизма. Нептунисты считали, что все геологические процессы на Земле были обусловлены действием воды; минералы и горные породы образовались как морские осадки. Наиболее полное развитие теория нептунизма получила в учении профессора Фрейнбергской горной академии А. Вернера. Взгляды нептунистов на происхождение земной поверхности, по мнению духовенства, не противоречили библейской картине творения земли. В России с критикой отдельных сторон нептунистической теории выступил В. Северг