Открытия в основных научных направлениях 18 века. Развитие научных исследований в России в XVIII веке

В конце второй половины XVII века, когда на престол взошел молодой царь Петр I, Россия пережила переломный момент в своей исторической линии. Это было связано скорее не с личностью «великого» преобразователя, но и с ситуацией, сложившейся в данный момент в стране. Ведь в России, «оказавшейся на задворках Европы», были плохо развиты многие аспекты производственно-хозяйственной отрасли. Нужно было развивать промышленность, чуть ли не заново создавать армию и флот для защиты страны от враждебно настроенных соседей. Создание флота было связано с использованием более современного оборудования, – возникает необходимость реформирования (а в некоторых случаях и создания) различных отраслей, связанных с производством материалов, выплавки стали и т.д. Естественно, всё это создавало предпосылки для развития отечественной науки, которая была просто необходима для поднятия военной промышленности. В этой связи нужно было срочно решать такую проблему, как нехватка ученых, которых в начале XVIII века в России просто не было.

II. Основная: научные исследования в России в XVIII веке и основоположники российской науки

1. Открытие и первые годы деятельности Петербургской Академии наук.

Созданная по идее Петра I Академия наук объединила в своем первом составе блестящую плеяду молодых ученых из разных стран Европы. Талантливая и смелая молодежь, мечтавшая о больших научных открытиях, не побоялась приехать в далекую и неведомую Россию, где она нашла наиболее благоприятные в то время условия для занятия наукой. Прежде всего, над учеными не тяготело здесь бремя картеананской догматики, как во Франции, и не давил авторитет Х. Вольфа, как в Германии, или И. Ньютона, как в Англии.

Кроме того, на первых порах петербургские ученые получили и достаточные материальные средства для проведения всех необходимых научных исследований, о которых не могли тогда и мечтать их коллеги из Лондонского королевского общества, сами платившие за право заниматься наукой, или ученые из других небольших государств Европы. Солидной базой для научных исследований петербургских ученых стала великолепная библиотека, тщательно собранная при покровительстве Петра I его библиотекарем И. Д. Шумахером по советам лучших специалистов в разных областях науки. Её дополняла богатая коллекция астрономических и физических инструментов, которыми была оборудована начавшая с 1782 года свою работу астрономическая обсерватория, включавшая небольшую физическую лабораторию. Петербургские ученые получили в своё распоряжение также богатейшие коллекции Кунсткамеры, среди которых находилась и лучшая в то время в мире коллекция анатомических препаратов Ф. Рюйша.

Основатель Российской Академии наук Петр I поставил перед ней, прежде всего, три задачи: 1) всемерное развитие наук, 2) подготовка русских научных кадров и 3) распространение научных знаний, чтобы «чрез обучение и расположение оных польза в народе впредь была». Хотя в отношении подготовки русских научных кадров на первых порах похвастаться было нечем из-за недостатка молодежи со средним образованием, две другие задачи Академия пыталась выполнять как можно лучше. Только что приехавшие ученые сразу же занялись научными исследованиями. С декабря 1725 года Академия регулярно проводила публичные собрания, которым придавалось тогда большое значение. На них присутствовали весь Сенат, Синод, генералитет, члены императорской семьи, а порой и сама Екатерина I. После её смерти для академии было построено и здание Кунсткамеры.

Тем же целям распространения научных знаний в русском обществе и привлечения к науке талантливой местной молодежи активно содействовала и издательская деятельность Петербургской Академии наук. Наряду с печатанием научных трудов на латинском языке, так называемых «Комментариев», а так же первых учебников и календарей, с начала 1727 года Академия взяла на себя регулярный выпуск основанной Петром I еще в 1702 году первой русской газеты «Санкт-Петербургские Ведомости», которая с конца 1727 года печаталась уже в академической типографии. Немного позже, уже в 1728 году было начато также издание приложения к газете на русском языке, получившего название «Примечания на Ведомости». В «Примечаниях» печатались статьи по медицине, философии, химии, физике и технике. В их переводе на русский язык с 11сентября 1741 года участвовал и Ломоносов, вернувшийся в Петербург после обучения за границей.

2. Научные исследования М. В. Ломоносова.

Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765) - первый русский академик - оказал громадное влияние на развитие науки и культуры России. Трудно переоценить вклад Ломоносова в российскую науку. Он был первым русским ученым – естествоиспытателем, главным предметом научных работ которого были естественные науки, особенно химия, физика, металлургия, физическая география.

Основным направлением в своей научной работе Ломоносов избрал химию. Значение этой дисциплины в связи с развитием промышленного производства возрастало с каждым годом. Но для внедрения химических опытов нужна была экспериментальная база, лаборатория. Михаил Васильевич разработал проект лаборатории и в январе 1742 года передал его на рассмотрение в академию. И только через шесть лет, после его неоднократных просьб и протестов, руководство Петербургской академии согласилось на постройку химической лаборатории. Она была построена и открыта благодаря усилиям Ломоносова в 1748 году.

Химическая лаборатория стала местом, где Михаил Васильевич в 50-ых годах с громадным увлечением занялся совсем новым и весьма своеобразным делом – мозаикой. Задача эта вполне подходила характеру и вкусам Ломоносова: в ней переплеталось изобразительное искусство с химией цветного стекла, оптикой и техникой. Ему пришлось выполнить многие тысячи пробных плавок по изготовлению разных сортов цветного стекла.

Как гениальный ученый, Ломоносов страстно верил в силу человеческого разума, в познаваемость мира. При этом он определял и верные пути достижения истины. Ломоносов рекомендовал в изучении действительности опираться на опыт, выводить из опыта мысленное рассуждение. «Из наблюдений устанавливать теорию, через теорию исправлять наблюдения – есть лучший всех способ к изысканию правды», - писал он. Данное высказывание свидетельствует о том, что Ломоносов выступал за союз, как мы бы сказали теперь, теории и практики. И в этом источник многих его успехов в сфере научных исследований.

На первый план здесь надо поставить, вероятно, химические исследования. Михаил Васильевич Ломоносов был самым выдающимся химиком своего времени. Он и официально значился в академии как профессор химии. Химия была его любимицей, страстью, но это, конечно, не каприз, не причуда. Дело в том, что химия, показывающая, как «из нескольких взятых тел порождаются новые», вела к познанию внутренней структуры веществ, что было (и остается теперь) заветной целью многих наук о неживой материи.

Но как подступиться к тому, что сокрыто от человеческого глаза за «семью печатями» владычицей-природой? Нужны эксперименты. Эпоха Ломоносова требовала видимых результатов, годных для практического использования в производстве. Этим объясняется настойчивость, с которой Ломоносов добивался открытия при академии химической лаборатории, без которой невозможно проведение даже элементарных химических анализов.

Еще до постройки лаборатории Михаил Васильевич предложил ряд новых химических решений. Так, он разработал более совершенные способы весового анализа. В диссертации «О действии химических растворителей вообще» (1744) Ломоносов пришел к выводу о том, что растворение металлов в кислоте осуществляется посредством давления воздуха. Получив в свое распоряжение химическую лабораторию, ученый смог подтвердить прежние свои научные догадки и высказать новые.

В особенности большое значение имеет открытый им закон о сохранении материи, точнее – веса и движения. Обоснование этого закона впервые дано Ломоносовым в письме к Л. Эйлеру. Там он писал: «Но все встречающиеся в природе изменения происходят так, что если к чему-либо нечто прибавилось, то это отнимается у чего-то другого. Так, сколько материи прибавляется к какому-либо телу, столько же теряется у другого, сколько часов я затрачиваю на сон, столько же отнимаю у бодрствования и т.д. Так как это всеобщий закон природы, то он распространяется и на правила движения: тело, которое своим толчком возбуждает другое к движению, столько же теряет от своего движения, сколько сообщает другому им двинутому». В работе «Об отношении количества материи и веса» (1758) и в «Рассуждении о твердости и жидкости тел» (1760) открытый Ломоносовым «всеобщий естественный закон» получил полное обоснование. Обе работы были опубликованы на латинском языке, следовательно, были известны и за пределами России. Но осознать значение сделанного Ломоносовым многие ученые тех лет так и не смогли.

Не менее ценными были исследования Ломоносова в области физики. Собственно физика и химия в опытах, в теоретических анализах ученого дополняли друг друга. В этом также сказывалось его новаторство как ученого, который не оставлял без внимания никакие стороны эксперимента. В итоге он стал родоначальником новой науки – физической химии.

До наших дней дошел перечень того, что Михаил Васильевич Ломоносов сам считал наиболее важным среди своих результатов в области естественных наук. На втором месте в этом списке стоят исследования по физической химии и, в особенности, по теории растворов.

В теории растворов важное значение имеет разделение растворов на такие, при образовании которых теплота выделяется, и на такие, для составления которых нужно затратить тепло. Ломоносов исследовал явления кристаллизации из растворов, зависимость растворимости от температуры и другие явления.

В основе всех его теоретических заключений были законы постоянства материи и движения.

Мнение свое о неизменности вещества ученый доказывал химическими опытами. В 1756 году он делает такую запись: «Делал опыты в заплавленных накрепко стеклянных сосудах, чтобы исследовать, прибывает ли вес металлов от чистого жару. Оными опытами нашлось, что … без пропущения внешнего воздуха вес отожженного металла остается в одной мере». Увеличение веса металла при обжигании он приписывал соединению его с воздухом.

Записка Ломоносова с перечнем его главных результатов в науке им не окончена, а ее можно было бы продолжать очень долго, перечисляя огромное множество фактов, мыслей, догадок, найденных или высказанных великим ученым в химии, физике, астрономии, метеорологии, геологии, минералогии, географии, истории, языкознании и других науках.

3. Научные исследования в России в XVIII веке (физика, химия, астрономия, география и др.)

В XVIII веке в России, как и в Европе, начинается активное изучение электрических явлений. В 1745 – 1746 гг., почти одновременно, немецким физиком Клейстом и голландским физиком Мушенбруком, была изобретена Лейденская банка. 3атем появился первый электроизмерительный прибор - электрометр. Его история начинается с электрического указателя, созданного петербургским академиком Георгом Вильгельмом Рихманом (1711 – 1753 гг.) вскоре после изобретения лейденской банки. Этот прибор состоял из металлического прута, к верхнему концу которого подвешивалась льняная нить определенной длины и веса. При электризации прута нить отклонилась. Угол отклонения нити измерялся с помощью шкалы, прикрепленной к стержню и разделенной на градусы.

Надо сказать, что именно Г. В. Рихман положил начало исследованиям электричества в России и, именно он, совместно с М. В. Ломоносовым, был первым в России ученым, который занялся исследованиями атмосферного электричества, сконструировав для этих целей установку, названную громовой машиной.

Громовая машина представляла собой заостренный железный шест, установленный на крыше дома. От железного шеста в дом шла проволока. Конец этой проволоки был соединен с электрическим указателем, т.е. с простейшим электрометром, изобретенным Рихманом.

С громовой машиной и Рихман и Ломоносов проделали много опытов. Ломоносов открыл, что электрические заряды в атмосфере появляются не только во время грозы, но и без нее. На основе своих опытов Ломоносов создал первую научную теорию образования электричества в атмосфере.

Большое внимание в Российской Академии наук уделяли развитию научных исследований в области астрономии. Как показало изучение архивов Петербургской обсерватории, в том числе и журналов её наблюдений за 1726 – 1747 гг., там было выполнено много разнообразных наблюдений и исследований, в которых под руководством французского ученого – астронома Ж. Н. Делиля (1688 – 1768 гг.) участвовала большая группа главным образом добровольных сотрудников. Именно в эти годы петербургские ученые штудировали труды Ньютона и на их основе пытались представить движение всех небесных тел. В программу работ по астрономии в России, составленную Ж. Н. Делилем, был даже включен специальный пункт, предусматривавший проведение подобных научных исследований. Однако отсутствие публикаций о работах Обсерватории в научных изданиях Академии породило мнение, что исследования петербургских астрономов XVIII века остались неизвестными современникам и не оказали значительного влияния на развитие науки. Внимательный просмотр всех номеров «Санкт – Петербургских Ведомостей» убедительно доказал ошибочность таких представлений. Выяснилось, что петербургские ученые периодически опубликовывали результаты своих наблюдений и рассказывали читателям о природе различных небесных тел. К примеру, печаталось множество статей о кометах, их хвостах и движении, а заодно, и опровергались суеверия, связанные с появлением комет на небосклоне.

Как уже говорилось, Петр I считал, что в новую Академию должны быть привлечены только молодые и талантливые ученые, которые «совершенно и основательно дело своё разумеют». Математике в этом отношении особенно повезло. В состав Петербургской Академии вошли люди, которые были бы украшением любой из европейских академий, как, например, братья Николай и Даниил Бернулли, а так же один из величайших математиков Леонард Эйлер (1707-1783 гг.). Собственно, именно Л. Эйлер больше всего повлиял на развитие русской математики в XVIII веке.

Эйлер пробыл в Петербурге около 15 лет. Приехав в Россию мало кому известным молодым человеком, он оставил русскую службу, когда европейские академии, соперничая друг с другом, предлагали ему свои кафедры. Во время пребывания в Петербурге он издал свою «Механику» и написал мемуары, написал руководство по арифметике на немецком, которое было переведено его учеником Адодуровым. Возвратившись в Петербург по приглашению императрицы Екатерины II в 1766 году, Эйлер опубликовал свои «Основания интегрального счисления» и «Алгебру», которая появилась в русском переводе, сделанном его учениками Иноходцевым и Юдиным, раньше, чем оригинал. Надо сказать, что именно Эйлер был учителем выдающегося русского математика С. К. Котельникова (1723-1806гг), который стал автором самого первого русского учебника механики (1774г).

Всё же, в основе развития науки и техники в Петровскую эпоху лежали в первую очередь практические потребности государства. Большие успехи были достигнуты в геодезии, гидрографии и картографии, в изучении недр и поиске полезных ископаемых. Русские моряки-гидрографы много сделали для составления карт Азовского, Каспийского, Балтийского и Белого морей. Значительными географическими достижениями отмечены экспедиции в Сибирь и на Дальний Восток, в Среднюю Азию, предпринятые В. Э Атласовым, И. Евреиновым и Ф. Лужиным, Д.Г. Мессершмидтом, Ф.Ф. Веневениным, И. Унковским и др. Начатая на рубеже ХVII - ХVIII вв. работа С. Ремезова по картографии “Чертежная книга Сибири” (1699 - 1701) была продолжена в первой четверти ХVIII в. И.К. Кирилловым, приступившим к составлению сводного “Атласа Всероссийской империи”, первый том которого вышел в 1732 г.

За три недели до своей кончины, в январе 1725 г., Петр подписал указ об отправке первой Камчатской морской экспедиции под командованием В.И. Беринга и А.Л. Чирикова для выяснения вопроса, где Камчатка “сошлась с Америкой”. Эта экспедиция продолжалась с 1725 по 1730 г.

Широкий размах приобрели геологические изыскания. Активно велись поиски железных и медных руд на Урале и в Сибири при содействии местных крестьян. В петровское время было положено начало разведке каменного угля в Подмосковье, Донбассе и Кузбассе, нефтяных месторождений в районе Ухты и в Западной Сибири. В развитие горного дела и металлургии в России значительный вклад внесли Г.В. де Геннин, В.К. Татищев, Я.В. Брюс.

Большими успехами была отмечена деятельность русских изобретателей. Так, М. И. Сердюков был известен достижениями в строительстве гидротехнических сооружений; Я. Батищев изобрел машину для водяной обточки ружейных стволов; Е. Никонов представил проект создания “потаенных судов” (подводных лодок); И.Беляев разрабатывал оригинальные оптические инструменты. Одним из талантливейших русских машиностроителей первой половины XVIII века был Андрей Константинович Нартов (1693-1756) - изобретатель токарных и винторезных станков, создатель оптического прицела. Наиболее известны токарно-копировальные станки Нартова, предназначенные для вытачивания сложных предметов декоративно-прикладного искусства и медалей. Созданные А.К. Нартовым токарно-копировальные станки имели большое значение для последующего развития станкостроения.

В первой четверти ХVIII в. был написан целый ряд ценных исследований по отечественной истории. Крупнейшими из них были: двухтомная “Гистория Свейской войны”, создававшаяся при участии самого Петра I (издана князем М.М. Щербатовым в конце XVIII в. под заглавием “Журнал, или Поденная записка императора Петра Великого”); “Ядро российской истории” - написана секретарем русского посольства в Швеции А.И. Манкиевым в 1715г. (вышла в свет в 1770г.); “Гистория о царе Петре Алексеевиче”, составленная видным дипломатом Петровской эпохи князем Б.И. Куракиным и опубликованная в конце XIX в.

III. Заключение

Как уже было сказано, начало разработке многих новых направлений в науке России, развитию всевозможных научных исследований, было положено именно в XVIII веке молодыми талантливыми учеными, приехавшими из различных Европейских стран, а так же и молодыми российскими учеными. Есть много замечательных исследователей, среди них, например: математик С.М. котельников (1723-1806), астроном и математик, академик С. Я. Румовский (1734-1812), астроном, академик П.Б. Иноходцев (1745-1806) и др., о которых надо писать отдельно и подробно, т.к. эти страницы нашей истории науки чрезвычайно интересны и поучительны.