Иона Ризнич – Ломоносов (страница 33)
К сожалению, сам портрет не сохранился. Полотно долгое время хранилось у потомков великого ученого, но после 1917 года было утрачено.
Однако до нас дошло множество живописных копий и гравюр с этого оригинала. Ломоносов изображен за письменным столом, на котором лежат рукописи и измерительные инструменты. Он на минуту отвлекся от работы, поднял голову – и свет упал на его вдохновенное лицо.
Глава одиннадцатая
Зрелые годы
Титульная страница «Российской грамматики» 1755 года
«Слово о воздушных явлениях, происходящих от электрической силы».
Географический департамент
Во второй половине 1750‐х годов Ломоносову было поручено руководить Географическим департаментом Академии наук.
Работая в новой должности, он заинтересовался проектированием астрономических, навигационных и геодезических инструментов. Ломоносовым были написаны «Рассуждения о большей точности морского пути» (1758–1759 гг.). Эта работа состоит из «приступления», то есть введения, трех глав: «О сыскании долготы и широты в ясную погоду», «О сыскании долготы и широты в пасмурную погоду», «О ученом мореплавании» – и заключения. «Мореплаванием приобретенные человеческому роду выгоды исчислять есть то же, как пуститься в неизмеримую пучину», – начинал свой труд Ломоносов и далее очень кратко эти выгоды перечислял, доказывая, что человеческая цивилизация без мореплавания просто бы не развилась.
Ломоносов еще с ранней юности отчетливо представлял себе все трудности мореплавания, усугублявшиеся как малой изученностью морей и океанов, так и непредсказуемостью погодных условий. При этом он писал, что многочисленные «бедствия почти от одной неисправности мореплавания происходят». Слово «неисправность» имело в том веке куда более широкий смысл и означало не поломку, а недостаточно хорошую организацию какого-либо дела. Таким образом, Ломоносов заключал, что если максимально устранить ошибки в мореплавании, то катастрофы будут происходить намного реже. Устранению тех ошибок служат хорошо работающие приборы. И далее в этом труде Ломоносов описал около двадцати навигационных астрономических инструментов оригинальной конструкции.
Он предложил изготавливать компасы большого диаметра, чтобы можно было ясно видеть деления и легко считывать показания с точностью до одного градуса. А для фиксации случайных отклонений от курса вследствие перемены ветра или течения Ломоносов сконструировал «компас самопишущий» – первый в мире курсограф. Предполагалось, что в этом устройстве часовой механизм будет двигать бумажную ленту, автоматически вычерчивая на ней все отклонения от заданного румба. На практике подобные приборы появились лет через двести.
Еще одним прибором, сконструированным Ломоносовым, был морской хронометр. В середине того века идеально точных часов еще не было: механические часы в начале завода шли быстрее, а когда пружина ослабевала, то ход их замедлялся. Ломоносов предложил использовать сразу четыре пружины, причем заводить каждую раз в шесть часов. Таким образом достигалась равномерность хода.
Совершенно оригинальным изобретением Ломоносова стала ночезрительная, или никтооптическая, труба. Иначе говоря – прибор ночного видения, созданный на принципах оптики. Конструкция трубы позволяла аккумулировать слабый свет и усиливать контрастность удаленных предметов.
В условиях слабого освещения свойства восприятия глаза ухудшаются, так как возрастает минимальный угол зрения, под которым глаз способен различить две точки объекта как различные. Ночезрительная труба этот угол увеличивала.
Она представляла собой двухлинзовую трубу длиной около 60 см, с объективом диаметром в «три-четыре дюйма», и окуляром. Опытным путем Ломоносов установил, что в темной комнате через трубу предметы были видны лучше, чем без нее, но провести испытания на море, на значительных расстояниях сам не мог.
Ломоносов писал:
«Первый опыт показывает на сумерках ясно те вещи, которые простым глазом не видны, и весьма надеяться можно, что старанием искусных мастеров может простереться до такого совершенства, какого ныне достигли телескопы и микроскопы от малого начала».
Проект вызвал бурные дискуссии в стенах Академии, и его признали неработающим. Однако уже летом 1759 года в Петербург была привезена аналогичная труба из Англии. Ломоносов сетовал, что англичане лишили его приоритета на изобретение, но представил трубу как доказательство, что его схема все же работает.
И снова разразились дебаты, и трубу подвергли критике. Академик Франц Ульрих Теодор Эпинус даже написал целый трактат «Доказательство невозможности ночезрительной трубы Ломоносова», где указал, что «даже ребенку известно, что в оптических системах яркость объектов не зависит от увеличения». То есть он даже не понял принцип ее действия. В ответ Ломоносов объяснял, что линзы в данном случае используются не для увеличения, а для того, чтобы захватить максимум света, для чего использует очень большой объектив, а для сохранения этого потока применяет окуляр с необычно большим диаметром – около 8 мм, поскольку в темноте зрачок человека расширяется до этих значений.
Потом Ломоносов сам сконструировал три такие трубы и передал их для апробации полярной экспедиции Чичагова. К сожалению, неизвестно, каковы были результаты их применения. Сама же идея изготовления труб для ночных наблюдений была забыта на последующие 150 лет. Причем современные приборы ночного видения сконструированы по иному принципу – это тепловизоры.
Наука легких метеоров
так поэтически писал Ломоносов о метеорологии.
Конечно, во все века люди старались предсказать погоду. Путешественникам, купцам необходимо было знать: ненастье их ожидает или ясный день. Популярны были разнообразные приметы: «Ежели Солнце при восхождении своем очень ярко и облака его окружающие покраснели, то означает день ненастный, а часто дождь с ветром»; «Когда около солнца будет виден беловатый круг – то в тот день ожидать великой и страшной бури»; «Аист, стоящий на обеих ногах, потряхивающий крыльями и прячущий нос свой под оные, предвещает бурю и непогоду, ибо он в другое время стоит, как журавль, только на одной ноге»; «Воробьи летающие и строящие гнездо предвещают хорошую погоду»; «Раки, выползающие из воды на землю, предвещают бурю и дурную погоду»; «В ушах звеняща предвещает зимою оттепель, а летом непостоянную погоду или ненастный день». Сейчас бы мы сказали, что последнее – к перемене давления.
В конце XVII века Петр I выпустил приказ, согласно которому начались постоянные наблюдения за погодой. С 1722 года стали систематически вести наблюдения за погодными условиями в Санкт-Петербурге. Записями занимался вице-адмирал Корнелиус Крюйс.
С 1725 года при Академии наук действовали первые метеостанции, оборудованные барометрами и термометрами. Конечно, Ломоносов не мог оставить без внимания столь важную область знаний. Тогда еще не было понятия о мягком морской и контрастном континентальном климатах, но он уже говорил об этом в своих работах: «…Оттепели почти всегда… В пасмурную погоду случаются; мороз, напротив того, после утихнувших ветров с ясностию неба жестокость свою показывать начинает», «…По повседневным примечаниям известно, что жестокость мороза в воздухе из глубины мо́ря дышащими бурями умягчается».
Он разработал и создал ряд измерительных приборов: анемометр, морской воздушный барометр, устойчивый к качке, и прототип вертолета для поднятия в верхние слои атмосферы метеорологических приборов.
В 1749 г. Ломоносов представил в Академию свой труд об анеморумбометре – приборе для одновременного измерения скорости и направления ветра. Во время работы прибор ориентировался на силу давления воздушного потока на его подвижную часть – флюгер.
Этот флюгер был с боков огражден деревянным ящиком, защищавших его от боковых порывов, а вся конструкция могла вращаться. У ее основания находилось регистрирующее устройство, которое позволяло автоматически не только фиксировать направление ветра, измерять его скорость и определять сумму скоростей за известный промежуток времени, но и находить сумму скоростей ветров каждого румба отдельно.
Ломоносов занялся совершенствованием барометров. Распространенные в том веке барометры были малопригодны для использования на судах, так как качка искажала их показания. Он предложил новый тип морского барометра – комбинацию двух горизонтально расположенных на одной доске термометров – спиртового и воздушного. Совпадение показаний обоих термометров означало, что наблюдаемое атмосферное давление равно тому, которое было зафиксировано при изготовлении прибора. При повышении атмосферного давления воздушный термометр показывал меньшую температуру, чем спиртовой, при понижении – наоборот.
Усовершенствовал Ломоносов и термометр, выбрав в качестве отправных не одну, а сразу две точки: замерзания и кипения воды. Кипение воды по шкале Ломоносова происходило при температуре 150 градусов.