Проект "Значение математики в открытиях М.В.Ломоносова"

Значение математики в открытиях М.В.Ломоносова.

1. В Википедии говорится, что Ломоносов – это химик, физик, энциклопедист, астроном, географ, металлург, геолог, поэт, художник и т. д.. Однако  этот великий учёный, сделавший множество открытий в различных областях наук, не оставил после себя работ, которые можно было бы в строгом смысле слова назвать математическими.   И всё-таки без понимания его отношения к математике представление о его научном наследии было бы неполным. Какова же роль математики в научных исследованиях и открытиях, сделанных Михаилом Васильевичем Ломоносовым?

Общеизвестно высказывание, которое приписывают Ломоносову: «Математику изучать надобно, поскольку она в порядок ум приводит». Так кратко и выразительно может сформулировать свою мысль только человек, не просто относящийся к математике с почтением, но и в силу собственного опыта понимающий её роль в жизни, возможности её приложений в самых разных областях знания.

2. Как же зародилось столь почтительное отношение к «царице наук». С чего всё началось?

Грамоте Ломоносов обучился поздно – к двенадцати годам. И круг чтения ограничивался на первых порах церковными книгами – псалтырью и часословом.  

Но однажды в доме соседа, Христофора Павловича Дудина (тогда Ломоносову было уже 14 лет), он увидел первые мирские книги — «Грамматику» Мелентия Смотрицкого и «Арифметику» Леонтия Магницкого. И после этого Михайло уже не отставал от хозяев: просил, чтобы отдали их ему. Хозяева не раз отвечали отказом, но  он вновь и вновь умолял, старался всячески им угодить. Наконец соседи не выдержали, и Михайло получил желанные сокровища. А получив, уже не выпускал книги из рук, повсюду носил с собою и, читая их постоянно, выучил наизусть.

 Эти две книги Ломоносов вспоминал с благодарностью и назвал впоследствии «вратами своей учёности», они открыли для него мир знаний.

Именно с книги Магницкого началось знакомство «мудролюбивого российского отрока» с математикой. Эта книга, изданная в Москве в 1703 году, стала первым печатным учебником математики на русском языке и в то время была популярным учебным пособием,  энциклопедией тех времен. «Арифметика» состояла из двух частей: «Арифметика политика» – нет правил, только практические задачи; «Арифметика – логистика» – с обоснованиями, правилами. Читалась книга легко, в ней было много стихов, заданий на смекалку.

3. Впоследствии, Ломоносов постигал основы математики и получил фундаментальную для своего времени математическую подготовку, будучи уже студентом различных учебных заведений.

В Петербургской академии он «с крайней охотою» изучал математику  под  руководством российского учёного, математика Василия Евдокимовича Адодуров,

Позднее, в Марбургском университете он слушал лекции немецкого учёного Христиана Вольфа по астрономии, алгебре, физике, механике, логике и другим дисциплинам, а в дополнение к перечисленному брал ещё уроки арифметики, геометрии и тригонометрии. Примечательно, что свои первые работы там Ломоносов подписывал как «студент математики и философии».

После возвращения в Россию он продолжал заниматься точными науками и совершенствовать свои познания в области математики, о чём говорит, в частности, его письмо в канцелярию Академии наук: «Потребна мне, нижайшему, для упражнения и дальнейшего происхождения в науках математических Невтонова «Физика» и «Универсальная арифметика». В своих работах Ломоносов постоянно ссылается на труды по математике  Вольфа, Эйлера и других учёных того времени.

Особые отношения связывали Ломоносова с выдающимся математиком того времени Леонардом Эйлером, труды которого он изучал по мере выхода их в свет,  (известно, что он хорошо знал фундаментальную работу Эйлера «Введение в анализ бесконечно малых»). Из сохранившейся переписки двух академиков известно, что Эйлер высоко ценил работы Ломоносова, начиная с его первых шагов в науке. В одном из его отзывов, в частности, говорится: «Все сии сочинения не токмо хороши, но и превосходны…».

4. Большое значение Ломоносов придавал математике и  рекомендовал широко применять математические методы в других науках. Математику, — писал ученый, — ”почитаю за высшую степень человеческого познания, но только рассуждаю, что ее в своем месте после собранных наблюдений употреблять должно”.

Во всех научных трудах Ломоносов применял строго логический метод, принятый в математике. Он начинал с описания наблюдений над фактами и, обобщая эти наблюдения, приходил к аксиомам — положениям, не требующим доказательств. Основываясь на аксиомах, он формулировал и доказывал теоремы и разбирал все вытекающие из них следствия. А эти следствия проверял затем опытом. Тем самым Ломоносов не давал фантазии увлечь себя в область беспочвенных догадок: факты, с которых он начинал опыты и которыми заканчивал рассуждения, прочно привязывали его к реальной действительности.

5. Так, при зарождении химической науки, Ломоносов, сам только начинавший свой научный путь, ясно понял, что химическая теория должна строиться на законах механики и математики. Успехи в химической науке, по мысли Ломоносова, возможны только с применением математики. В «Слове о пользе химии» он прямо говорит об этом, указывая на необходимость превратить химию из искусства, которым она считалась в его время, в точную науку. По словам Ломоносова, «к сему требуется весьма искусный Химик и глубокий Математик в одном человеке … Не такой требуется Математик, который только в трудных выкладках искусен, но который в изобретениях и в доказательствах привыкнув к математической строгости, в натуре сокровенную правду точным и непоползновенным порядком вывесть умеет».

Химия и математика!  Современникам Ломоносова одно сопоставление этих слов казалось нелепым.

В 1741 году Ломоносов написал сочинение, изумившее всех своим названием: Elementa Chimiae Mathematicae (”Элементы математической химии”, на латыни).

Книга  не была издана и сохранилась в черновиках, которые позволяют судить о том, что Ломоносов хотел создать целый трактат по математической химии.  Можно предположить, что речь шла об изложении химии на прочных аксиоматических основаниях, взятых из наблюдений и экспериментов, затем об описании явлений на математическом языке и сравнении результатов вычислений с экспериментом (т.е. проверка модели на реальных, опытных данных).

6. Математические знания потребовались Ломоносову, когда он задумал построить химическую лабораторию. Он сам выполнил чертёж.
7. Своими открытиями  и предвидениями в астрономии Ломоносов в некоторой степени также обязан математике.
8. Среди научных трудов Ломоносова, подтверждающих невозможность существования других наук без математики, можно назвать «Трактат о природе эфира, разработанный математическим методом», «Трактат электричества, разработанный математическим путем», «Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющее».

Нельзя переоценить вклад математики в открытия, сделанные Ломоносовым в различных  областях наук. Его высказывания, ставшие крылатыми, ещё раз подтверждают это.