Первое заседание Российской академии наук состоялось 12 декабря 1725 года. Кресло профессора химии пустовало, потому что на замещение этой должности тогда не нашлось кандидата.
В марте 1726 года в Академию был приглашен химик М. Бюргер. Но начать научную работу Бюргер не успел, так как 22 июля того же года, возвращаясь из гостей в нетрезвом виде, выпал из экипажа и разбился.
Спустя некоторое время в Петербург приехал известный ученый И. Г. Гмелин. Его назначили профессором химии, но химией Гмелин заниматься не собирался. Его специальностью была ботаника. Он уехал с экспедицией в Сибирь и пробыл там более 10 лет. Вернувшись в Академию, Гмелин стал обрабатывать богатейшие коллекции, привезенные из Сибири, и уделять время химии он, разумеется, не хотел, да и не мог.
8 июля 1741 года из заграничной командировки возвратился Михаил Васильевич Ломоносов. И через четыре года последовал указ о производстве Ломоносова профессором химии. Будущий великий русский ученый стал полноправным членом Академии наук. На заседании Академии 12 августа 1745 года кресло профессора химии, фактически пустовавшее 20 лет, было занято подлинным ученым.
Передовые ученые XVIII века считали, что все тела в природе не могут быть делимы без конца. Если взять кусок какого-либо вещества и раздробить его в мельчайшие пылинки, а затем одну из этих пылинок разбить пополам и продолжать такое деление сколько будет возможно, то в конце концов получатся частички, не поддающиеся дальнейшему делению. Эти предельно маленькие и неделимые частички, из которых состоят вещества, получили название атомов (слово «атом» означает неделимый).
Во времена Ломоносова никто в мире еще не только не видел атомов, но и не имел сколько-нибудь ясного представления об их размерах, форме и внешнем виде. И все же ученые верили, что атомы существуют. В этом их убеждали многочисленные факты.
Позолотчики и ювелиры, например, знали, что тонкие листки золота прозрачны и имеют зеленоватый цвет. Очевидно, золото действительно состоит из атомов и между ними имеются промежутки, сквозь которые проникают световые лучи. Будь золото сплошным, это не наблюдалось бы, рассуждали ученые.
Чтобы доказать наличие пор в металле, был изготовлен тонкостенный золотой шар. Его наполнили водой и запаяли. Затем шар положили под пресс и сильно сдавили. Шар под прессом «вспотел» — на его поверхности выступили мельчайшие капельки воды, которые проникали сквозь поры металла.
— А почему снег шестиуголен? — спрашивали себя ученые.
Снежинки всегда состоят из шестиугольных пластиночек. Сцепляясь между собой, эти пластиночки образуют только шестилучевые звездочки, и никто никогда не видел пяти- или семилучевых снежинок.
Соль кристаллизуется только кубиками, кварц — шестигранными столбиками, квасцы — многогранниками. У каждого вещества кристаллы принимают всегда одну и ту же присущую им геометрически правильную форму. Очевидно, форма кристаллов зависит от свойств атомов, составляющих эти вещества. Следовательно, если бы вещество было сплошным, а не состояло из мельчайших частиц, оно не могло бы кристаллизоваться.
А почему запах распространяется так быстро? Стоит только приоткрыть флакон с розовым маслом или с нашатырным спиртом, как в ту же минуту запах разносится по всей комнате.
Вероятно, частицы пахучего вещества, смешиваясь с частицами воздуха, разлетаются во все стороны.
Образование росы и инея, кристаллизация, испарение жидкостей и твердых тел, растворение соли в воде и металлов в крепких кислотах убеждали ученых в правильности атомистической теории.
Однако, признавая и отстаивая эту теорию, химики XVIII века в своей работе на нее не опирались и все явления, происходящие в окружающем мире, объясняли действием различных невесомых жидкостей. Этим фантастическим жидкостям были придуманы латинские названия — флюиды, субстанции, флогистон и т. п.
Тепловые явления — горение, плавление, кипение — объясняли существованием теплорода, называвшегося также флогистоном. Кроме флогистона, по мнению некоторых ученых, был еще хладотвор, содержавшийся в холодных телах. Электрический флюид присутствовал в наэлектризованных предметах, а светород — в светящихся телах. Упругая субстанция скрывалась в газах и пружинах.
Ломоносов был первым человеком в мире, который с гениальной прозорливостью понял, что только атомистическая теория строения вещества должна служить основой химических и физических наук, а всевозможные флюиды — пустая выдумка, мешающая развитию науки.
Свойства различных веществ зависят от особенностей тех мельчайших частиц, из которых они состоят. Эти частицы могут соединяться друг с другом и разобщаться, двигаться прямолинейно, вращаться и колебаться. Все изменения, происходящие в природе, объясняются движениями этих частиц.
«Нельзя… отрицать движение там, где глаз его не видит, — писал Ломоносов. — Кто будет отрицать, что движутся листья и ветви деревьев в лесу при сильном ветре, хотя издали он не заметит никакого движения; как здесь из-за отдаленности, так и в горячих телах вследствие малости частичек движущегося вещества движение скрывается от взора».
Задачу науки Ломоносов видел прежде всего в изучении свойств частичек, составляющих все тела, и в изучении особенностей их движения. Именно с этого должно начинать химические и физические науки, как обучение грамоте начинается с азбуки.
«Если бы я хотел читать, не зная букв, — бессмысленное дело, точно так же, если бы я хотел рассуждать о естественных вещах, не имея представления о началах их, это было бы столь же бессмысленно», — говорил Ломоносов на одном из заседаний Академии.