Ломоносов: о превращении твердого тела в жидкое

ПРЕДИСЛОВИЕ К ПУБЛИКАЦИИ
 
Приведенная ниже работа - рукопись – первая известная студенческая диссертация М.В.Ломоносова. Она была приложена к его рапорту в Академию Наук из Марбурга 15 октября 1738 года. По требованию Академии Наук каждый студент, посланный на обучение за границу, должен был «присылать всегда по прошествии полугода в АН известия, каким наукам и языкам он обучается; также и нечто из своих трудов в свидетельство прилежания». Первоначально трое посланных в Марбург студентов Д.И.Виноградов, Г.У.Райзер и М.В.Ломоносов прислали коллективные рапорты. Но Академия Наук не удовлетворилась ими и потребовала точного выполнения инструкции.
 
Для специалистов по ТРИЗ может представлять интерес не столько содержание, сколько форма исполнения работы. Прежде всего – она написана на латыни, едином языке всех, кто действует в науке. Соблюдается требование единства языка, а это приводит к единому пониманию написанного текста участниками сообщества.
 
А что гарантирует «единство языка»? То, что каждый автор использует один и тот же набор понятий в своей работе. А в том случае, когда ему данного набора не хватает, он вводит новое понятие через его определение, являясь новатором в данной области познания.
 
Следующий важный признак – работа состоит из частиц, причем каждая частица озаглавлена. Заголовок берется не с потолка, не по произволу автора, а из определенного набора функций, выполняемых автором в процессе его мыследеятельности. Заголовки функциональны, каждый показывает назначение следующего за ним текста. Тем самым становится понятна логика действий автора работы, легко прослеживается движение его мысли в пространстве, дотоле не ведомом сообществу. А это приводит к тому, что читателю легче найти ошибку, уточнить автора и даже пойти дальше него. Тем самым и обеспечивалось быстрое продвижение науки того времени вперед.
 
Глядя с «высоты» XXI века, где множество каналов связывает людей друг с другом, и где эти каналы забиты большей частью информационным шумом, остается только удивляться насколько высоко была поставлена технология научной деятельности у наших предшественников. Именно технология, поскольку технология всегда строится на точном исполнении инструкций и требований. Ведь насколько просты были требования к автору:
- напиши свою работу на языке, понятном для сообщества коллег;
- излагай работу последовательно, обозначая каждую часть заголовком;
- заголовок должен указывать на действие, которое совершается в данной части.
 
Эти простые требования должны были дисциплинировать молодого человека, вступающего в науку. В своих последующих работах М.В.Ломоносов отступает от канонической формы изложения, обозначая разделы просто номером параграфа, но впитанная культура осознанной и дисциплинированной мыследеятельности несомненно способствовала качеству выполненных работ.
 
К сожалению, в науке продолжает действовать неумолимый закон «все, что может портиться – портится, что не может портиться – портится также». Продолжает действовать видимо потому, что все меньше остается тех, кто бы заботился об общем Деле – о Настоящей Науке, основанной на дисциплине и ответственности в каждой строке авторской работы. Настало время квазинауки, построенной на совершенно иных, если не противоложных, принципах. Но это тема уже совершенно другой работы.
 
Приглашаю вас, читатель, познакомиться с едва ли не первой в истории России диссертацией студента. Автор ее, Михаил Васильевич Ломоносов, является один из основоположников российской науки.
Еще раз хочу подчеркнуть – форма имеет в современных условиях более важное значение, нежели содержание.
Валерий Гальетов
 
 
 
Перевод Б. Н. Меншуткина
 
SPECIMEN PHYSICUM DE TRANSMUTATIONE CORPORUS SILIDI
IN FLUIDUM A MOTU FLUIDI PRAEEXISTENTIS DEPENDENTE
 
РАБОТА ПО ФИЗИКЕ О ПРЕВРАЩЕНИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА В ЖИДКОЕ
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДВИЖЕНИЯ ПРЕДСУЩЕСТВУЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ
 
 
Определение I
1. Твердое тело — такое,   в   котором все частицы связаны.
 
Пояснение
2. Что частицы твердых тел взаимно связаны, доказывает сцепление их, сопротивляющееся всякому их разламыванию или дроблению. Так, холодные металлы трудно поддаются ударам молота; обтесывание камней, даже полировка стекол требуют больших усилий покрывающегося потом мастера.
 
Определение   II
3. Жидкое тело — такое, в котором все частицы не связаны друг с другом, так как взаимное сцепление затруднено.
Присовокупление I
4. Следовательно, частицы жидкого тела могут быть отде­лены друг от друга без сопротивления.
 
Присовокупление II
5. Так как частицы огня, воздуха, воды и растворенных в воз­духе паров, а также минералов, расплавленных или раство­ренных в растворителях, не связаны и могут быть отделены друг от друга без сопротивления, то эти тела жидкие.
Присовокупление   III
6. Если требуется превратить какое-либо твердое тело в жидкое, то необходимо затруднить взаимное сцепление отдельных его частиц.
 
Лемма
7. Знаменитый Вольф (Космология, § 291, и Догматическая физика, § 45)2 показал, что сцепление частиц твердого тела зависит от одинакового стремления их к движению в противо­положных направлениях.
 
Положение I
8. При переходе твердого тела в жидкость должно затрудняться одинаковое стремление частиц к движению в противо­положных направлениях.
 
Доказательство
Взаимное сцепление частиц твердого тела должно затруд­няться при превращении его в жидкое (§ 6). Сцепление это происходит от одинакового стремления частиц к движению в противоположных направлениях (§ 7). Следовательно, должно быть затруднено это стремление, являющееся причиною сцеп­ления частиц твердого тела.   Что и требовалось доказать
 
Присовокупление I
9. Так как ничто не может совершаться без достаточного основания (Онтология, § 70),3 то одинаковое стремление частиц к движению в противоположных направлениях должно затрудниться от какой-либо причины, когда твердое тело пере­ходит в жидкое.
 
Пояснение
10. Ниже будет показано, что эта причина — движение предсуществующей жидкости.
 
Присовокупление II
11. При переходе твердого тела в жидкое силы одинако­вого стремления, проявляемого частицами твердого тела к дви­жению в противоположных направлениях, не могут сопро­тивляться   силам   причины,   препятствующей   сцеплению частиц.
 
Присовокупление III
12. Поэтому силы причины, препятствующей сцеплению частиц, должны быть больше сил одинакового стремления частиц к движению в противоположных направлениях.
 
Аксиома
13. Твердые тела различаются степенью твердости.
 
Пояснение
14. Так как каждому очевидно, что в олове и в железе, в алмазе и в стекле и во множестве других разного рода твердых тел при разламывании наблюдается различное сопро­тивление, а отсюда обнаруживается различное сцепление частей их и, следовательно, различная твердость,—то по справедливости можно принять без доказательства это положение и украсить его названием аксиомы. Бехер в своей Подземной физике, книга I, отд. 5, гл. З,4 объясняет различие твер­дости твердых тел в следующих словах: „Твердое состояние,— говорит он,—противопоставляется жидкому; его низшая сте­пень есть застывание, когда тела застывают подобно желатину, так что они не текут. Вторая степень твердости есть свертывание, когда частицы, хотя и сцепляются, но легко подвер­гаются разделению. Третья степень есть затвердение, когда тела связаны весьма плотно, как камни, металлы.
 
Присовокупление I
15. Чем тверже тело, тем прочнее связываются частицы его, и наоборот.
 
Присовокупление II
16. Одинаковое стремление частиц к движению в противо­положных направлениях должно быть тем сильнее, чем тверже тело, и наоборот.
Присовокупление III
17. Чем тверже тела, тем труднее воспрепятствовать взаим­ной связи их молекул.
 
Присовокупление IV
18. Отсюда следует также, что требуется тем большая сила причины, препятствующей одинаковому стремлению частиц к движению в противоположных направлениях, чем тверже тело.
 
Определение III
19. Я называю предсуществующей жидкость, сущест­вующую как жидкость до перехода какого-либо твердого тела в жидкое.
Пояснение
20. Так, существуют в жидком состоянии вода до раство­рения солей, царская водка до растворения золота, огонь до плавления тел.
Определение IV
21. Я называю жидкость постоянной, если все частицы ее никогда не связываются друг с другом, вследствие затрудненности взаимного сцепления, как воздух, огонь.
 
Определение V
22. Непостоянная жидкость —такая, частицы которой то не связаны друг с другом, вследствие затрудненности взаим­ного сцепления, то связываются и сцепляются, как вода и почти все минералы.
 
Опыт
23. Металлы и минералы при плавлении расширяются по всем измерениям, а когда растворяются в растворителях, то распространяются в них, и каждая мельчайшая капелька раство­рителя насыщается растворенным минералом. Испарения паху­чих тел, как амбра или ассафетида, выделяясь почти или
вовсе без уменьшения веса этого тела, расплываются по боль­шому   пространству   воздуха   и   заполняют   его   всё целиком.
 
Присовокупление
24. Твердое тело, переходя в жидкое, занимает большее пространство.
 
Пояснение
25. Этой всеобщей истине, по-видимому, противоречит вода, занимающая меньше пространства, чем лед до плавления. Но расширение льда обусловлено упругостью включенного в лед воз­духа, который, рассеявшись в воде, теряет почти всю свою упру­гость, а во льду он расширяется, собираясь в пузырьки, и тем самым увеличивает объем льда. Опытнейший Бургаве, в Элементах хи­мии, часть 2, стр. 621,7 утверждая это, дает такое объяснение:
„Разреженность льда,—говорит он,—вызывается пузырькообразными полостями, наполненными воздухом, образующимися при замерзании в замерзающей воде". И далее, на стр. 623:
„А самая чистая вода, долго сохранявшаяся в Бойлевской пустоте и в этой же пустоте подвергнутая действию ледяного холода, гораздо скорее замерзает, чем замерзла бы при той же степени холода вода, из которой не был удален воздух и которая была выставлена на открытом воздухе. Мало того, лед, образующийся таким образом из воды, лишившейся воз­духа в пустоте, был значительно тверже, тяжелее, однороднее, прозрачнее, чем тот обыкновенный лед; это несомненно пока­зывает, что воздух, находившийся в воде, собравшись от ледя­ного холоди, производит эту разреженность и легкость льда.
При тщательно поставленных по описанному способу опытах получался также лед, который не плавал на воде".
Положение   II
26. Когда твердое тело превращается в жидкое, отдельные его частицы должны отходить друг от друга.
 
Доказательство
При превращении твердого тела в жидкое оно занимает большее пространство (§ 24). Поэтому оно содержит то же количество постоянной связанной материи в большем объеме и потому делается реже (Гидростатика, 10).9 А когда тело делается менее плотным, должны увеличиваться промежутки между частицами постоянной снизанной материи его,   поэтому и требовалось доказать.
 
Положение III
27. Когда твердое тело переходит в жидкое, отдельные его частицы должны двигаться.
 
Доказательство
Так как отдельные частицы его отходят друг от друга (§ 26), то должны менять свое место. А перемена места есть движение тела (Онтология, § 642); следовательно, необ­ходимо, чтобы отдельные частицы твердого тела при пере­ходе его в жидкое передвигались. Что и требовалось доказать.
 
Опыт
28. Для расплавления минералы должны быть помещены в огонь; чтобы превратить их в жидкое состояние раство­рением, необходимо погрузить их в растворитель; пахучие тела выделяют и распространяют в обтекающий со всех сторон воздух свои душистые испарения; лед ожижается окружающей его теплотою; помимо этого никогда не наблю­дается никакого ожижения.
 
Присовокупление I
29. Огонь, воздух, вода и прочие растворители—тела жидкие (§ 3 и 5). Итак, любое твердое тело, для превращения в жидкое, должно быть помещено в другое жидкое и быть окру­жено последним.
 
Присовокупление II
30. Для превращения любого твердого тела в жидкое должно предсуществовать другое жидкое тело, в которое оно могло бы быть вложено.
 
Присовокупление III
31. Без предсуществующей жидкости ни одно твердое тело не может превратиться в жидкое; следовательно, предсуществующая жидкость есть причина его превращения.
 
Положение IV
32. Предсуществующая жидкость, в которую погружается твердое тело, возбуждает движение отдельных частиц твердого тела, переходящего в жидкое.
 
Доказательство
Твердое тело превращается в жидкое посредством другой предсуществующей жидкости (§ 30); но твердое тело не может быть превращено в жидкое состояние без движения частиц (S 27); следовательно, предсуществующая жидкость, в которую помещают твердое тело, подлежащее ожижению, должна двигать отдельные частицы. Что и требовалось   доказать.
 
Присовокупление 32 *.
Так как каждому очевидно, что никакое тело не может двигать   другое,   если   само   не   движется,   то   частицы   пред­существующей жидкости должны двигаться,   раз они приводят в движение   частицы   твердого тела, переходящего в жидкое.10
 
* Прим. перев. Номер параграфа повторяется в   рукописи.
 
Пояснение 33
Что огонь обладает внутренним движением, будет отрицать разве только тот, кто никогда не видал ни огня, ни его действия. Как очевидно каждому, тела, в нем плавя­щиеся, вскипают под влиянием сильного движения и едва ли не все вынуждаются разлететься по воздуху; тела же, не поддающиеся плавлению, как дерево, огонь распыляет в пепел и разносит по воздуху в виде дыма. Постоянное же движение воздуха, хотя и известное каждому, я покажу на следующем опыте, приводимом Бургаве в Элементах химии, том II стр. 154:   „Мы знаем,—говорит он,—что   воздух всегда дви­жется довольно быстро: это особенно показывает наблюдение воздуха в   наиболее   спокойном   месте,   в    закрытой   комнате, отовсюду   затемненной   и освещенной лишь через одно малое отверстие; если кто-нибудь, не двигаясь, будет смотреть сбоку освещенного   воздушного   конуса в светлое место,   то наверно удивится   движению атомов, которые сильно и непрерывно кружатся   и   летают туда   и   сюда".   Что вода   движется внут­ренним   движением, доказывает   растворение   солей.   Положи только   в воду кусок   какой-нибудь соли: он упадет   на дно, и через час или два ты найдешь   всю воду воспринявшей эту соль. А так как из гидростатики   известно,   что тела удельно более     тяжелые     не     могут     самопроизвольно     подниматься в удельно более легких, то и малые частицы соли, как части ее, обладающие таким же удельным весом, как она, никогда не могли бы подняться в воде и распространиться по всему ее объему, если бы вода не имела   внутреннего движения и   отдельные   молекулы   ее   не   увлекали   с собою   присоеди­нившихся   к   ним   молекул   соли,   оторванных   от    остальных соляных   частиц.   Итак,   вполне   ясно,   что   вода   непрерывно движется. А что другие растворители, силою которых раство­ряются   и   переходят   в жидкое   состояние металлы, обладают непрерывным движением, никто не будет отрицать, кто знает, что эти растворители суть соли   или серы, растворенные в воде, так как вода движется, как сказано выше, то вместе с нею дви­жутся и частицы   соли   и серы,   пристающие к частицам воды. Этим доказывается внутреннее движение жидкостей, предсуществующих по отношению к плавлению или ожижению твердых тел.
 
Присовокупление 34
Отсюда вполне ясно, что переход твердого тела в жидкое зависит от движения предсуществующей жидкости.
 
Конец
 
 
 
Источник: Полное собрание сочинений М.В.Ломоносова. Том 1. Труды по физике и химии 1738-1746. – М.: Изд. АН СССР, 1950.

Алфавитный указатель: 

Рубрики: 

Subscribe to Comments for "Ломоносов: о превращении твердого тела в жидкое"