В ажным и вполне закономерным шагом на пути изучения электрических явлений был переход от качественных наблюдений к установлению количественных связей и закономерностей, к разработке основ теории электричества. Наиболее значительный вклад в решение этих проблем был сделан петербургскими академиками М. В. Ломоносовым и Г. В. Рихманом и американским ученым Б. Франклином.
Выдающийся ученый-энциклопедист XVIII в. Михаил Васильевич Ломоносов (1711—1765 гг.) явился в России основоположником изучения электрических явлений, автором первой теории электричества. При поддержке Ломоносова академик Георг Вильгельм Рихман (1711 — 1753 гг.) разработал в 1745 г. оригинальную конструкцию первого электроизмерительного прибора непосредственной оценки «электрического указателя», который принципиально отличался от уже известного электроскопа тем, что был снабжен деревянным квадрантом со шкалой, разделенной на градусы. Именно это усовершенствование (по слова Рихмана) позволило измерять «большую и меньшую степень электричества».
1— деревянный квадрант с делениями;
2— металлическая линейка;
3- металлический шест;
И з постановления Академической канцелярии (март 1745 г.) следует, что Рихманом проводились весьма интересные электрические эксперименты, «которые при дворе и современном петербургском обществе обращали на себя внимание». Для этих экспериментов Рихману была предоставлена «при дворе особливая камера», которая, по-видимому, была первой отечественной электрической лабораторией. До Рихмана в России систематическим изучением электрических явлений не занимались. «Электрический указатель» Ломоносов и Рихман использовали при создании «громовой машины»- первой стационарной установки для наблюдения за интенсивностью электрических разрядов в атмосфере. Атмосферное электричество, в середине XVIII в. еще совершенно неизученное загадочное проявление гигантских сил природы, привлекало особое внимание М. В. Ломоносова.
«Громовая машина» в принципе отличалась от «электрического змея» Франклина и приспособлений других исследователей, так как позволяла непрерывно наблюдать за изменением электричества, содержащегося в атмосфере при любой погоде.
С помощью «громовой машины» Ломоносов и Рихман установили, что электричество содержится в атмосфере и при отсутствии грозы, они убедительно доказали, что молния — это электрические разряды в атмосфере. Описывая их эксперименты, газета «Санкт-Петербургские ведомости» (1752, № 58) сообщала: «Итак, совершенно доказано, что электрическая материя одинакова с громовою матернею, и те раскаиваться будут, которые. доказывать хотят, что обе материи различны».
Выводы М. В. Ломоносова послужили одной из основ впервые разработанной им теории атмосферного электричества. На публичном собрании Академии наук в сентябре 1753 г. Рихман, — писал Ломоносов, — «будет предлагать опыты. а я — теорию и пользу от оной происходящую. ».
Как известно, 25 июня 1753 г., во время грозы Г. В. Рихман, приблизившись к «электрическому указателю», был убит ударом в лоб «бледно-синеватым огненным шаром».
По утверждению Ломоносова атмосферное электричество возникает в результате трения пылинок и других взвешенных частичек воздуха с капельками воды, происходящего при вертикальных перемещениях воздушных потоков. Он указывал, что существуют вертикальные восходящие и нисходящие потоки воздуха, которые «не токмо гремящей на воздухе электрической силы, но и многих других явлений в атмосфере и вне оной суть источник и начало».
В разработке этой теории Ломоносов ближе, чем кто-либо из его предшественников, подошел к современным теориям грозы.
Особенного внимания заслуживают взгляды Ломоносова на природу статического электричества. Ломоносова не удовлетворяли многочисленные теории электричества, разработанные зарубежными исследователями, так как в большинстве из них, как он подчеркивал, «некоторые к составлению электрической теории самые нужнейшие вещи не довольно наблюдены были».
Ломоносов явился инициатором объявления Академий наук конкурса на тему: «Сыскать подлинную электрической силы причину и составить точную ее теорию».
Свои воззрения на явления электричества Ломоносов сформулировал в 1756 г. в неопубликованном и сохранившемся лишь в виде тезисов труде «Теория электричества, разработанная математическим путем». В отличие от большинства своих современников Ломоносов полностью отрицает существование особой электрической материи и рассматривает электричество как форму движения эфира. В его труде нет ни слова о различных субстанциях, с помощью которых многие ученые того времени пытались объяснить электрические явления. «Электрическая сила есть действие, вызванное легким трением. оно состоит в силах отталкивательных и притягательных, а также в произведении света и огня», пишет Ломоносов в своем труде.
«Эфирная» теория электричества, разработанная Ломоносовым, была передовой для своего времени. Она являлась новым шагом к материалистическому объяснению явлений природы. Эфирная теория получила дальнейшее развитие в трудах Эйлера, позднее, в XIX в., ее придерживались Фарадей и другие крупнейшие ученые. Фарадей, например, считал электричество движением некоей, заполняющей все пространство, пронизывающей все тела упругой среды.
Северные сияния, по мнению Ломоносова, также имеют электрическую природу. Он рассматривал их как свечение, вызываемое электрическими зарядами в верхних слоях атмосферы. «. Весьма вероятно, — писал Ломоносов в своем «Слове о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих», что северные сияния рождаются от происшедшей на воздухе электрической силы».
М. В. Ломоносовым были проделаны интересные опыты со свечением разряженного воздуха в стеклянном наэлектризованном шаре — это свечение он сравнивал с северным сиянием: «Возбужденная электрическая сила в шаре, из которого воздух вытянут, внезапные лучи испускает». Опыты Ломоносова по воспроизведению северных сияний на моделях были повторены только спустя 175 лет. Наблюдавшееся Ломоносовым свечение было по существу явлением электрического разряда в разреженном воздухе.
В поисках более безопасных методов измерения «электрической громовой силы» Ломоносов разработал своеобразный автоматический регистратор максимальной величины грозового разряда.
После удара молнии по прибору «сему увидеть можно коль велика была самая большая громовая сила». Основываясь на многочисленных опытах, Ломоносов пришел к выводу о целесообразности широкого применения громоотводов. Он писал: «Такие стрелы на местах, от обращения человеческого по мере удаленных, ставить за небесполезное дело почитаю, дабы ударяющая молния больше на них, нежели на головах человеческих и на храминах, силы свои изнуряла».
В 1760 г. Ломоносов, публикуя свой перевод «Вольфиянской экспериментальной физики», написал и приложил к ней оригинальное прибавление: «О електрической силе». В этом прибавлении он справедливо сказал:
«В те времена, когда господин Волф писал свою Физику, весьма мало было знания о електрической силе, которая начала в ученом свете возрастать славою и приобретать успехи около 1740 г.».
Русские читатели получили от Ломоносова точное и понятное сообщение об известных в то время электрических явлениях и о способе получать электричество.
Ломоносов особо выделил возможность передавать при помощи изолированной проволоки «електрическую силу на великое расстояние до тысячи сажен и далее». Он показал своим читателям, что электричество можно получать искусственным путем. Кроме того, сказал «об електрической силе, не искусством человеческим, но действием самой натуры в облаках произведенной».
Великий русский новатор, вся жизнь которого была служением своему народу, знакомил с электричеством широкие русские круги, опираясь на весь известный тогда мировой опыт и на собственные труды. С сороковых годов XVIII в. он провел большую творческую работу по изучению электричества, которому постоянно уделял внимание вплоть до самого конца своих дней. В этих трудах он был не одиноким в России. Его другом и товарищем был физик Г. В. Рихман, родом из города Пернова, занимавшийся изучением электричества в русской Академии наук с начала сороковых годов XVIII в. Труды Ломоносова по электричеству, данные для отзывов, побудили писать об электричестве таких его современников, как рзеские астрономы А. Н. Гришов и Н. И. Попов, физик И. А. Браун.
М. В. Ломоносов и Г. В. Рихман произвели множество опытов и наблюдений, завоевав право на почетное место в первой шеренге мировых исследователей электричества.
Труды Ломоносова, видимо, все время самым тесным образом сочетались с трудами Рихмана.
В архиве Академии наук СССР бережно хранится документ, представляющий программу работ М. В. Ломоносова по электричеству: «Наивящего примечания достойные елекгрические опыты». Под № 8 здесь записано следующее; «Отвешенная нитка, которая показывает большую или меньшую електрическую силу, еще в сем случае не употреблена». Эти слова пока еще не учтены как исходные для последующего создания в первой русской электрической лаборатории первого в мире электроизмерительного прибора.
Прикрепленная к вертикальной железной изолированной линейке шелковая нить отталкивалась от линейки при приведении последней в соприкосновение с наэлектризованным телом. Квадрант, укрепленный на столике с вертикально установленной железной линейкой, позволял по его шкале производить измерения получаемого между нитью и линейкой угла, пропорционального величине электрического заряда.
Уотсон и другие зарубежные и русские исследователи считают электрический указатель, созданный в России, родоначальником всех современных электроизмерительных приборов. Этот указатель был создан русскими учеными в связи с их участием в международном труде по изучению электричества.
В июне 1752 г. в «Санкт-Петербургских ведомостях» появилось известие о том, что Бенджамен Франклин произвел опыты «для изведания, не одинакова ль материя молнии и електрической силы».
Русские исследователи тогда поделились своим опытом в связи с известием о зарубежном изучении молнии как одного из электрических явлений. Ломоносов и Рихман, независимо от зарубежных исследователей, создали оригинальные «громовые машины» и произвели с ними опыты в том же 1752 г. Ломоносов в связи с этим писал впоследствии, что он «ничем не обязан Франклину».
В июле месяце того же года, когда появилось сообщение об опытах Франклина, в «Санкт-Петербургских ведомостях» напечатано описание опытов Г. В. Рихмана, произведенных для изучения электричества, действующего во время гроз. В «Ведомостях» сообщалось:
«Понеже в разных ведомостях объявлено важнейшее изобретение, а именно: что електрическая материя одинакая с материей грома, то здешний профессор физики экспериментальной г. Рихман удостоверил себя о том и некоторых смотрителей. «
Для проведения опытов Рихман применил следующую установку:
«Из середины дна бутылки выбил он иверень и сквозь бутылку продел железной прут, длиною от 5 до 6 футов, толщиною в один палец, тупым концом и закрыл горло ее коркою.
После велел он из верхушки кровли вынуть черепицу и пропустил туда прут, так что он от 4 до 5 футов высунулся, а дно бутылки лежало на кирпичах. К концу прута, который под кровлей из-под дна бутылочного высунулся, укрепил он железную проволоку и вел ее до среднего аппартамента все с такой осторожностью, чтобы проволока не коснулась никакого тела, производящего електрическую силу. Наконец, к крайнему концу проволоки приложил он железную линейку так, что она перпендикулярно вниз висела, и к верхнему концу линейки привязал шелковую нить, которая с линейкой параллельно, а с широчайшей стороной линейки в одной плоскости висела».
Соорудив установку, исследователь стал ожидать грозы: «. с великою нетерпеливостью ожидал грому, которой 18 июля в полдень и случился». Хотя «гром повидимому был не близко от строения», электрический указатель начал действовать. Электрические искры были получены и непосредственно во Бремя грома, и во время дождя, и после грома. Опыт продолжался полтора часа и привел к заключению;
«Итак совершенно доказано, что електрическая материя одинакова с громовой материей».
Через неделю в «Ведомостях» появилось сообщение: Рихман повторил 21 июля опыты, применяя лейденскую банку, и снова убедился, что «материя грома не разнится. от електрической материи. «
Одновременно с Рихманом опыты по изучению электричества производил Ломоносов. Однако описание его опытов не сохранилось. Имеется только краткая запись в его отчете за 1752 г.:
«Чинил електрические воздушные наблюдения с немалой опасностью».
Одним из следствий этих опытов были широко известные посвященные электричеству строки Ломоносова в стихотворном письме И. И. Шувалову о пользе стекла. В декабре 1752 г. Ломоносов написал:
В 1753 г. Ломоносов и Рихман продолжали опыты по изучению атмосферного электричества, в результате которых они самостоятельно создали разнообразные «громовые машины», представлявшие собой родоначальников последующих громоотводов.
Ломоносов сделал чрезвычайно важное открытие, вполне самостоятельное, но почти совпадавшее по времени с подобным открытием, совершенным во Франции Лемонье. 25-28 апреля 1753 г. Ломоносов установил, что его громовая машина может показывать наличие электричества в атмосфере в то время, когда никаких грозовых явлений нет:
«Електрическая в воздухе сила далее громового треску распространяется или без действительного грому быть может».
Он провел очень много опытов со своей громовой машиной, частично описанных в его трудах. Один из этих опытов описан им в изъяснении 8-м к «Слову о явлениях воздушных, от електрической силы происходящих».
«Сего 1753 года, в июле месяце, выставлен был мною Електрической прут а b на высоком дереве в деревне, которой сквозь стеклянные тощие цилиндры с d был просунут и прикреплен к шесту шелковыми снурками; от него протянута была по обычаю проволока в окно, и привешен железной аршин, от края другого не отделанного окна расстоянием на один фут». В качестве электрических «указателей» Ломоносов применил: шелковую нить, подвешенную к аршину, и кисть из нитей (f). Во время грозы, происшедшей 12 июля, он использовал оказавшийся под руками топор для извлечения искр и «конического шипящего огня». Во время опыта «из всех углов е е неравных бревен, бок окна составляющих, шипящие конические сияния выскочили и к самому аршину достигли, и почти вместе у него соединились. Продолжение их времени не было больше одной секунды: ибо великим блеском, с громом почти соединенным, все, как бы угаснув, кончилось».
Ломоносов и Рихман уверенно вели опыты. На очередном акте Академии наук они решили доложить о проведенной работе. Рихман должен был докладывать о самих опытах, а Ломоносов задумал дать теорию опытов, произведенных с «громовой машиной», и показать «пользу, от оной происходящую».
26 июля 1753 г., как писал Ломоносов, «в первом часу пополудни поднялась громовая туча от норда. Гром был нарочито силен, дождя ни капли».
Ломоносов производил опыты, извлекая искры рукой из «громовой машины» и изучая их цвет.
Гроза становилась все сильнее. Ломоносов продолжал вести опыты, невзирая на нарастающую силу громовых раскатов.
Убедившись, что разряды в «громовой машине» уменьшились, Ломоносов отправился к стынущим щам. Он спокойно сидел и обедал, когда внезапно распахнулась дверь и вбежал слуга Рихмана с восклицанием: «Профессора громом зашибло».
Не стало соратника Ломоносова, пал во имя науки мужественный Рихман. Присутствовавший во время последнего опыта Рихмана гравер Соколов сообшил, что он видел:
Удар был так силен, что и Соколов упал, но отделался испугом и тем, что «почувствовал на спине у себя некоторые удары, о которых после усмотрено, что оные произошли от изорванной проволоки, которая у него на кафтане с плеч до фалд оставила знатные горелые полосы».
Ломоносов, стремительно бросившийся в дом Рихмана, увидел, что его друг «лежит бездыханен». Никакие усилия вернуть жизнь пострадавшему не увенчались успехом.
Справедливо чтя заслуги и память своего товарища, Ломоносов сказал: «. умер господин Рихман прекрасною смертью. Память его никогда не умолкнет».
В 1750-е гг. М. В. Ломоносов увлекся опытами с атмосферным электричеством и изучением природы молний. В 1753 г. на заседании Академии он произнес речь «Слово о явлениях воздушных от электрической силы происходящих», в которой весьма близко подошел к разгадке природы грозы. По его мнению, грозовые разряды происходили от трения частиц паров, находящихся в воздухе. В 1754 г. М. В. Ломоносов изобретает для исследования высоких слоев атмосферы так называемую «аэродромную машину». Он ставит вопрос о постоянном слежении за погодой с помощью поднимаемых на высоту самопишущих приборов. Его идея была реализована лишь в конце XIX в.
Гравюра с рисунков Ломоносова
Гравюра с рисунка Ломоносова, поясняющего вертикальное движение воздуха и возникновение гроз. 1753 г.
Исследованию грозовых разрядов посвящена одна из немногих содержательных прижизненных публикаций о Ломоносове – в «Санкт-Петербургских ведомостях» от 4 июня 1753. Заметка начинается со слов: «В рассуждении бывающей в воздухе электрической силы коллежский Советник и Профессор господин Ломоносов приметил следующее». И далее подробно описывается суть эксперимента. «К железному пруту» около шести сажен (12,8 метра) в высоту, выставленному «на воздухе» была привязана «нитка», которая «от висящего с нею железа чувствительно удалялась и за перстом гонялась», что доказывало наличие в воздухе «электрической силы», хотя из туч на горизонте «не видно было блеску, ниже грому слышно». В тот же день другая туча дала возможность наблюдать, как «нитка Указателя отходила далее тридцати градусов, и удары из проволоки с ярыми искрами и с треском толь сильны были, что перстом прикоснуться едва было сносно, и хотя к концу железного в низу прута, при котором нитка как Указатель привешена, металлы в отстоянии трех или четырех линий были приближены, медь, железо и серебро по переменам, и всякую секунду по две и по три искры в них ударяли, и почти беспрерывно с треском продолжались; однако нитка весьма мало опадывала, но показывала почти один электрической силы градус близ получаса во время крупного дождя».
Ломоносов делает такие выводы: «…Из сего наблюдения явствует, что электрическая в воздухе сила далее громового треску распростереться, или и без того действительному грому быть может. Ежели второе правда, то не гром и молния электрической силы в воздух, но сама электрическая сила грому и молнии причина. Сие подтверждается тем, что электрическую силу искусством без грому произвести можно; напротив того, произведенной искусством гром и молния электрической силы не показывает, что господин Профессор Рихман при помянутом господине Советнике и других любопытных в торжественный праздник Коронации ЕЕ ИМПЕРАТОРСКОГО ВЕЛИЧЕСТВА на Санктпетербургской крепости при пальбе из пушек способом пристойных инструментов пробовал».
Макет комнаты Ломоносова, где была установлена громовая машина
Обращает на себя внимание то, что Ломоносов пробовал прикасаться «перстом» к металлическому шесту и это «едва сносно было». Во время аналогичных опытов по изучению электрических разрядов погиб его друг профессор Г. В. Рихман. Сохранилось письмо Ломоносова И. И. Шувалову, написанное в день трагедии. В нем – искренние чувства очевидца, потрясение от смерти друга и… точное научное описание произошедшей трагедии. Это письмо дает нам возможность лучше, полнее понять многоплановую, сложную личность Ломоносова. И услышать его прямую речь:
Гравюра с рисунков Ломоносова
Ломоносову в этот момент был 41 год. Он вполне мог оказаться на месте профессора Рихмана – они ставили одинаковые опыты и получается, что жизнь их в тот момент зависела от размеров грозовой тучи.
В стихотворном наследии Ломоносова тема молнии так отражена:
Что может смертным быть ужаснее удара,
С которым молния из облак блещет яра?
Услышав в темноте внезапной треск и шум
И видя быстрый блеск, мятется слабый ум,
От гневнаго часа желает где б укрыться,
Причины онаго исследовать страшится,
Дабы истолковать, что молния и гром,
Такия мысли все считает он грехом.
В 1756 г. Ломоносов произносит «Слово о происхождении света», где связывает световое излучение с движением материи. Он являлся сторонником Х. Гюйгенса, развивавшего волновую теорию света, и критиковал за многие несоответствия корпускулярную теорию И. Ньютона. Речь была издана, об этом сообщалось в газетах 1758 г.: «В Академической книжной лавке продается речь, говоренная в 1756 году Коллежским Советником Ломоносовым о свете и о цветах на латинском языке по 15 коп.» Есть и еще одно сообщение 1757 г.: «Санкт-Петербургские ведомости» сообщают еще о том, что «в Академической книжной лавке продается господина Коллежского Советника Ломоносова речь, говоренная в публичном собрании Академии Наук сего сентября 6 числа о рождении металлов от трясения земли, на российском языке по 12 копеек».
30 апреля 1760 г. Ломоносов избран членом шведской Королевской академии наук.
В 1761 г., наблюдая прохождение Венеры по диску солнца, Ломоносов обнаружил наличие атмосферы у этой планеты. Осознав несовершенство техники, которой пользовались современные ему астрономы, Ломоносов в 1762 г. создает новейший по тем временам телескоп, состоящий только из одного зеркала и окуляра (позже, в 1789 г., такой телескоп был построен англичанином Гершелем и теперь носит его имя).
Изначально изучение электричества было ограничено лишь наблюдениями за ним. Однако прогресс двигает науку и переход от наблюдений к исследованиям закономерностей происходящих процессов, а также к разработке полноценной электрической теории лишь ждал своего часа. Существенный вклад в развитие этого научного направления был сделан академиками из города Санкт-Петербурга Михаилом Васильевичем Ломоносовым (1711-1765 гг.) и его коллегой Георгом Вильгельмом Рихманом (1711-1753 гг.).
Ломоносов – первый российский ученый-энциклопедист, серьезно занимавшийся химией, физикой, астрономией, географией, геологией, филологией, поэт, художник, историк, изобретатель. Широта интереса и глубину познания природы вещей можно сравнить с Леонардо да Винчи.
Его современники поклонялись ему, но, как и следовало ожидать, из-за непонимания или зависти, он не был любим многими.
Поэт Сумароков говорит о смерти Ломоносова от имени «литературного сообщества»: « Дурак успокоился и больше не будет шуметь! ».
Наследник престола и будущий император Павел говорил похожими словами, но от имени царского двора: «Почему мы сожалеем о дураке, он только разворвал сокровищницу и ничего не сделал …».
Ломоносов стал автором первой теории электричества и основоположником изучения электрических явлений в России. В тесном сотрудничестве с ним, Георг Рихман в 1745 году собрал первый оригинальный прибор для непосредственного электрического измерения, «электрический указатель» (электрометр). Прибор имел принципиальное отличие от традиционного электроскопа, поскольку включал в себя деревянный квадрант с градуированной шкалой. По словам самого Рихмана, это позволяло оценить «большую или меньшую степень электричества».
При дворе Рихманом была организована физическая лаборатория, а поскольку до него электричество систематически никем не изучалось, его лаборатория стала первой электрической лабораторией в России. Это была полностью укомплектованная лаборатория с множеством электрических машин, часть из которых была изготовлена самим Мушенбруком, создателем «лейденской банки».
Рихман проводил множество интересных экспериментов, привлекавших внимание «при дворе и современном петербургском обществе». Ломоносов, работая с Рихманом, использовал «электрический указатель» для создания «громовой машины», присоединив к нему металлический штырь, выведенный на крышу лаборатории. Это было устройство для наблюдения за интенсивностью атмосферных электрических разрядов. Атмосферное электричество никем до этого не изучалось, и потому привлекло внимание Ломоносова, как проявление загадочных сил природы. «Громовая машина» была совсем не «электрическим змеем» Франклина, она позволяла непрерывно вести наблюдение за изменениями электричества, происходящими в атмосфере при абсолютно любой погоде. «Громовая машина» помогла строго установить, что электричество есть в атмосфере и без грозы, ученые установили, что молния является ничем иным, как электрическим разрядом, происходящим в атмосфере. Газеты писали о доказанности того, что «электрическая» и «громовая» материи одинаковы.
Летом 1753 года Рихман и Ломоносов поставили уникальный эксперимент, который показал, что электрическая сила может проявляться и без грома, и что гром и молния не являются причиной электрической силы, проявляемой в воздухе, а наоборот, электрическая сила сама есть молнии и грома причина. Ученые устроили публичную пальбу из батареи пушек так, что гром сотрясал небо, однако электрический указатель ничего при этом не показывал. Так и было доказано, что искусственный гром электрической силы точно не создает. Выводы послужили для создания Ломоносовым основы для первой теории атмосферного электричества. И на сентябрь того же года был запланирован доклад Ломоносова, который должен был сопровождаться экспериментами Рихмана, где должна была быть изложена теория и объяснено ее практическое значение. Однако 25 июня 1753 года, незадолго до назначенной даты, во время грозы, Георг Рихман трагически погиб во время эксперимента. «Бледно-синеватый огненный шар» ударил его прямо в лоб. Ученый погиб на месте. Свидетелем стал приглашенный Рихманом гравер Соколов, который должен был запечатлеть эксперимент.
Духовенство называло подобные эксперименты кощунством и вмешательством в божьи дела, призывая немедленно их прекратить, отмечая, что, по их мнению, гибель Рихмана – наказание господне.
Однако авторитет Ломоносова и поддержка со стороны именитых ученых того времени, позволили ему выступить с докладом в ноябре 1753 года. Доклад назывался «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих, предложенное от Михаила Ломоносова». В докладе была впервые изложена теория, разработанная Ломоносовым, научным материалистическим языком объясняющая электрические явления в атмосфере. Как утверждал Ломоносов, электричество в атмосфере возникает от трения частичек пыли и других частичек, взвешенных в воздухе, с мелкими капельками воды, происходящего во время вертикальных движений потоков воздуха. Он отмечал, что вертикальные нисходящие и восходящие потоки являются причиной многих явлений, а не только грома и молнии.
Электризация, по мнению Ломоносова, происходит следующим образом: теплый воздух устремляется ввысь, неся с собой «жирные и горючие пары» вместе с иными примесями, содержащимися в воздухе. Частицы паров Ломоносов именует «шаричками». «Шарички», по его словам, обладают свойствами близкими к твердому телу, и поэтому не могут смешиваться с частичками воды (с каплями дождя), которые встречаются им на пути. Результатом трения между «шаричками» и частичками воды является возникновение электрических зарядов на тех и на других. По словам Ломоносова, этот заряд распространяется по облаку и занимает его все. Разрабатывая эту теорию, Ломоносов подошел ближе всех своих предшественников к современным грозовым теориям.
Ломоносов был очень недоволен теориями статического электричества, предлагаемыми зарубежными исследователями того времени. Он считал, что в них недостаточно исследованы некоторые значимые вещи. Он инициировал конкурс объявленный Академией наук на наиболее точную теорию электрической силы и объяснение ее подлинной причины.
Ломоносов считал, что электричество – форма движения эфира. Он отмечал, что электрическое действие вызывается легким трением и состоит в силах отталкивания и притяжения, а также участвует в процессах, связанных со светом и огнем.
Теория электричества Ломоносова, связанная с движением эфира, была передовой для того времени, и получила дальнейшее развитие в трудах Эйлера. Ее придерживался Фарадей, считая электричество именно движением упругой среды, заполняющей все пространство и пронизывающей все тела.
Северное сияние Ломоносов также относил к электрическим явлениям, происходящим в самых верхних слоях атмосферы. Он проводил опыты с разрядами в стеклянных шарах, из которых был откачан воздух, свечение в которых ученый сравнивал с северным сеянием.
Ломоносов изготовил специальный прибор для регистрации силы грозового разряда. После экспериментов с ним он пришел к однозначному выводу о целесообразности использования громоотводов, чтобы молния ударяла именно в них, а не туда, где могут пострадать люди. Вопреки мнению Франклина, Ломоносов отметил важность заземления громоотвода.
Довольно оригинально высказывался о природе электричества русский ученый Андрей Тимофеевич Болотов (1738 – 1833 гг.), он не сомневался, что электрическая материя состоит из непостижимо малых частичек, способных двигаться с непостижимой скоростью, имеющих круглую форму. Болотов подчеркивал, что электрическая материя есть повсюду: и в недрах земли и в атмосфере и во всех телах, но поскольку везде она присутствует в разных количествах, то и проявляется по-разному.
Изначально изучение электричества было ограничено лишь наблюдениями за ним. Однако прогресс двигает науку и переход от наблюдений к исследованиям закономерностей происходящих процессов, а также к разработке полноценной электрической теории лишь ждал своего часа. Существенный вклад в развитие этого научного направления был сделан академиками из города Санкт-Петербурга Михаилом Васильевичем Ломоносовым (1711-1765 гг.) и его коллегой Георгом Вильгельмом Рихманом (1711-1753 гг.).