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[4].

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[5].

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[6].

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[7]. Надо сказать, что именно Эйлер был учителем выдающегося русского математика С. К. Котельникова (1723-1806гг), который стал автором самого первого русского учебника механики (1774г)[8].