В мае 1740 года, окончательно разругавшись с бергсратом, Ломоносов, никому ничего не сказав, ушел налегке из Фрейберга, прихватив с собой только точные пробирные весы. Вполне возможно, что они ему не принадлежали. Нуждаясь в помощи, Ломоносов пытался разыскать русского посла в Саксонии Кейзерлинга, но это ему не удалось: посол часто переезжал из города в город.

Тогда Ломоносов пешком добрался до Лейпцига, а затем и до любезного его сердцу Марбурга.

В июне 1740 года Ломоносов в Марбурге обвенчался с Елизаветой Цильх – дочерью своего домохозяина-пивовара. Этот брак Ломоносов долгое время держал в тайне, но через год у них родилась дочь Екатерина-Елизавета.

Однажды вечером, уже по сложившейся привычке, Ломоносов, опять никому ничего не сказав, вышел со двора и отправился пешком в Голландию. Недалеко от Дюссельдорфа, польстившись на рост и силу, его попытались завербовать в гвардию прусские вербовщики. Питавшего склонность к вину Ломоносова даже доставили в крепость Вессель, но ночью он осознал происходящее и сбежал из крепости, преодолев для этого крепостные сооружения и переплыв заполненный водой широкий ров. Так, наконец, он добрался до вестфальской границы, а затем и до Амстердама, выдавая себя в дороге за бедного саксонского студента.

В июне 1741 года, после почти пятилетнего пребывания за границей, Ломоносов вернулся в Россию, в Петербург.

Поначалу он выполнял разные поручения: составлял каталог минералов Кунсткамеры, занимался переводами для газет, но уже 8 января 1742 года, после рассмотрения Конференцией Академии двух поданных им диссертаций (одна из них сохранилась – «Рассуждение о зажигательном катоптрикодиоптрическом инструменте»), был назначен адъюнктом Академии по физическому классу, а в августе 1745 года – профессором химии (академиком) Петербургской академии наук.

«В бытность мою при Академии наук, – писал он в одной из челобитных, поданных на имя императрицы Елизаветы, – трудился я нижайший довольно в переводах физических и механических и пиитических с латинского, немецкого и французского языков на российский и сочинил на российском же языке горную книгу и риторику и сверх того в чтении славных авторов, в обучении назначенных ко мне студентов, в изобретении новых химических опытов, сколько за неимением лаборатории быть может, и в сочинений новых диссертаций с возможным прилежанием упражняюсь».

Химию и физику Ломоносов считал главными науками, именно в них он сделал свои самые крупные открытия.

К этому времени в Петербург из Марбурга приехала жена Ломоносова.

В то время в Петербурге не было специальных лабораторий, в которых можно было бы проводить химические опыты. С присущим ему упорством Ломоносов добился того, что в 1748 году первая такая лаборатория была построена на Васильевском острове. Это было одноэтажное кирпичное здание, состоявшее из сводчатого зала и прилегающих к нему двух кабинетов, и оно вполне отвечало своему назначению.

Благодаря окрашенным стеклам для мозаик, полученным в лаборатории и очень понравившимся императрице Елизавете, Ломоносов в 1753 году получил в свое владение поместье в Усть-Рудицах – в 64 верстах от Петербурга. Там он устроил настоящую стекольную фабрику, которая производила прекрасное мозаичное стекло самых необыкновенных расцветок.

Свои мозаичные работы Ломоносов продолжил, построив в 1756 году при собственном доме на Мойке домашнюю оптическую мастерскую. В этой мастерской он создал знаменитую картину «Полтавская баталия», предназначенную для Петропавловского собора. Уникальная по размерам – 30 кв. м. – картина была действительно художественным созданием и ни в чем не уступала самым выдающимся образцам итальянских мозаик.

О разнообразии и интенсивности работ домашней мастерской Ломоносова хорошо говорит лабораторный дневник «Химические и оптические записи», к счастью сохранившийся до наших дней. Из дневника мы знаем, что в мастерской Ломоносова изготовлялись весьма необходимые тогда приборы – микроскопы, телескопы, мореходные инструменты. По дневнику можно судить и об интенсивности ведшихся в лаборатории работ.

Вот одна из многих записей дневника.

«Колотошин (с ним Андрюшка и Игнат).

1. Разделение градусов. 2. Зубы на дугах и шпилях. 3. Все, что к обращению машин надобно.

Гришка (у него работников 2).

1. Шлифовать зеркала. 2. Прилаживать токарную и шлифовальную машину, в чем помогать ему Кирюшке.

Кирюшка.

1. Машину доделать рефракций. 2. Дуга к большому зеркалу и повороты. 3. Трубки паять к оглазкам.

Кузнец.

1. Бауты и винты. 2. Вилы к шпилю большому. 3. Полосы для прочей отделки. 4. Винты ватерпасные для установки машины.

Столяр.

1. Передние апертуры и раздвижной ход. 2. Подъемный стул».

По подходу к изучению природных явлений Ломоносов отличался большой широтой. Например, химию из ремесла, каким она в то время считалась, он поднял до уровня науки. Он первый ввел в исследования количественный метод, сыгравший для развитии химии совершенно исключительную роль. Отказавшись от господствовавшей тогда теории флогистона, Ломоносов последовательно развивал предложенную им корпускулярную теорию и атомистические представления о строении вещества.

Ломоносов первый сформулировал закон сохранения вещества и движения.

В 1748 году в письме к Леонарду Эйлеру и в 1760 году в «Рассуждении о твердости и жидкости тел» Ломоносов писал: «Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому, так, ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте…

Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения; ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оной у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает».

Огромное значение Ломоносов придавал точному опыту.

В «Элементах математической химии» он прямо указывал, что «…кто хочет глубже проникнуть в исследование химических истин, тот должен необходимо изучать механику. Правда, многие отрицают, – писал он, – возможность положить в основание химии начала механики и сделать ее точной наукой, но это люди, заблудившиеся в потемках скрытых свойств и не всегда умеющие находить законы механики в изменениях смешанных тел, также и некоторые теоретики, без всяких предварительных опытов злоупотребляющие своим досугом для измышления пустых и ложных теорий и загромождающие ими литературу. Если бы те, которые все свои дни затемняют дымом и сажей, и в мозгу которых царствует хаос от массы непродуманных опытов, не гнушались поучиться священным законам Геометров, некогда строго соблюдавшихся Евклидом и в наше время усовершенствованным знаменитым Вольфом, то, несомненно, могли бы глубже проникнуть в тайники природы, мистагогами которой они себя признают».

В работе «Размышления о причине теплоты и холода» Ломоносова писал:

«Очень хорошо известно, что теплота (под каковым именем мы понимаем и более напряженную ее силу, обычно называемую огнем) возбуждается движением: от взаимного трения руки согреваются, дерево загорается пламенем; при ударе кремня об огниво появляются искры; железо накаливается от проковывания частыми и сильными ударами, а если их прекратить, теплота уменьшается. Наконец, зарождение тел, жизнь, произрастание, брожение, гниение ускоряются теплотою, замедляются холодом.

Из всего этого совершенно очевидно, что достаточное основание теплоты заключается в движении.

А так как движение не может происходить без материи, то необходимо, чтобы достаточное основание теплоты заключалось в движении какой-то материи. И хотя в горячих телах большей частью на вид незаметно какого-либо движения, таковое все-таки очень часто обнаруживается по производимым действиям. Так железо, нагретое почти до накаливания, кажется на глаз находящимся в покое; однако одни тела, придвинутые к нему, оно плавит, другие превращает в пар; то есть приводя частицы их в движение, оно тем самым показывает, что в нем имеется движение какой-то материи. Ведь нельзя отрицать существование движения там, где оно не видно: кто, в самом деле, будет отрицать, что, когда через лес проносится сильный ветер, то листья и сучки деревьев колышутся, хотя при рассматривании издали и не видно никакого движения. Точно так же, как здесь вследствие расстояния, так и в теплых телах вследствие малости частиц движущейся материи движение ускользает от взора…»

Следить за развитием науки, за новыми ее результатами во времена Ломоносова можно было только по литературе, часто весьма редкой и скудной. Личных контактов с иностранными учеными Ломоносов не имел; не имея нужных средств, он ни разу не выезжал за границу, а для иностранцев тогдашняя русская Академия особого интереса не представляла. Все это послужило одной из причин того, что химические и физические открытия Ломоносова большей частью остались в бумагах, не стали широко известными при его жизни. По настоящему они вошли в науку только в конце XIX века, благодаря самоотверженной работе профессора физической химии Б. Н. Меншуткина, обратившегося к изучению оригинальных научных трудов Ломоносова. А своим современникам Ломоносов был больше известен как поэт и как историк.

Императрица Елизавета и ее приближенные мало интересовались научными работами Ломоносова, но им нравились его оды. За одну из них Ломоносов получил от императрицы 2000 рублей, сумму в несколько раз большую, чем его трехлетнее жалованье в Академии наук – 600 рублей в год.

Странно, что известный русский поэт Валерий Брюсов, обосновывая так называемую «научную поэзию», обратился к стихам вполне второстепенного французского поэта Рене Гиля, а не к великолепным стихам Ломоносова, до сих пор сохраняющим всю свою эмоциональную силу.

 
Лицо свое скрывает день;
Поля покрыла мрачна ночь;
Взошла на горы чорна тень;
Лучи от нас склонились прочь;
Открылась бездна звезд полна;
Звездам числа нет, бездне дна.
 
 
Уста премудрых нам гласят:
Там разных множество светов;
Несчетны солнца там горят,
Народы там и круг веков:
Для общей славы божества
Там равна сила естества.
 
 
Что зыблет ясный ночью луч?
Что тонкий пламень в твердь разит?
Как молния без грозных туч
Стремится от земли в зенит?
Как может быть, чтоб мерзлый пар
Среди зимы рождал пожар?
 

Эти вопросы, столь поэтически выраженные в «Вечернем размышлении о Божием величестве при случае великого северного сияния», не могли не возбуждать воображение. Точно так же не могли не воздействовать на воображение совершенно необыкновенные поэтические картины кипящего Солнца:

 
Там огненны валы стремятся
И не находят берегов;
Там вихри пламенны крутятся,
Борющись множество веков;
Там камни, как вода, кипят,
Горящи там дожди шумят.
 

В 1751 году Академия наук выпустила первое издание стихов Ломоносова.

В 1760 году Ломоносов издал ‘Краткий российский летописец с родословием». И уже после смерти Ломоносова вышла в свет его «Древняя Российская История от начала Российского народа до кончины великого князя Ярослава Первого, или до 1054 года».

Много внимания и времени Ломоносов отдал изучению природы и свойств электричества.

В своих квартирах Ломоносов и его друг молодой академик Рихман установили специальные «громовые машины» – несложные устройства, в которых от металлического стержня, укрепленного на крыше дома, проволока вела в комнату. Там проволока крепилась к электрометру, которым служила обыкновенная льняная нить, прикрепленная к вертикальной металлической линейке. Стоило линейке наэлектризоваться, как нить отталкивалась от нее.

В душный летний день 1753 года Ломоносов и Рихман находились на заседании в Академии, но когда к полудню над городом собралась гроза, отпросились по домам, чтобы продолжать уже начатые ими наблюдения над атмосферным электричеством.

Вот как позже в письме к графу Шувалову, своему другу и покровителю, описывал произошедшее сам Ломоносов.

«…Что я ныне к вашему превосходительству пишу, за чудо почитайте, для того что мертвые не пишут. Я не знаю еще или по последней мере сомневаюсь, жив ли я или мертв. Я вижу, что господина профессора Рихмана громом убило в тех же точно обстоятельствах, в которых я был в то же самое время.

Сего июля в 26 число, в первом часу пополудни, поднялась громовая туча от норда. Гром был нарочито силен. Дождя ни капли. Выставленную громовую машину посмотрев, не видел я ни малого признаку электрической силы. Однако, пока кушанье на стол ставили, дождался я нарочитых электрических из проволоки искр, и к тому пришла моя жена и другие, и как я, так и они, беспрестанно до проволоки и до привешенного прута дотыкались, затем что я хотел иметь свидетелей разных цветов огня, против которых покойный профессор Рихман со мной спорил. Внезапно гром чрезвычайно грянул в самое то время, как я руку держал у железа, и искры трещали. Все от меня прочь побежали. И жена просила, чтобы я прочь шел. Любопытство удержало меня еще две или три минуты, пока мне сказали, что шти простынут, а потом и электрическая сила почти перестала. Только я за столом просидел несколько минут, внезапно дверь отворил человек покойного Рихмана, весь в слезах и в страхе запыхавшись. Он чуть выговорил: «Профессора громом зашибло».

Приехав увидел, что он лежит бездыханен.

Мне и минувшая в близости моя смерть, и его бледное тело, и бывшее с ним наше согласие и дружба, и плач его жены, детей и дому столь были чувствительны, что я великому множеству сошедшегося народа не мог ни на что дать слова или ответа, смотря на того лице, с которым я за час сидел в Конференции и рассуждал о нашем будущем публичном акте. Первый удар от привешенной линейки с ниткой пришел ему в голову, где красно-вишневое пятно видел на лбу, а вышла из него громовая электрическая сила из ног в доски. Ноги и пальцы сини, и башмак разодран, а не прожжен. Мы старались движение крови в нем возобновить, затем что он еще был тепел, однако голова его повреждена, и больше нет надежды.

Итак, он плачевным опытом уверил, что электрическую громовую силу отвратить можно, однако на шест с железом, который должен стоять на пустом месте, в которое бы гром бил, сколько хочет.

Между тем умер господин Рихман прекрасною смертью, исполняя по своей профессии должность…»

Далее в письме Ломоносов просил графа Шувалова помочь ему все сделать так, чтобы случившееся не пошло во вред науке.

Он был прав, предполагая такое.

После смерти Рихмана некоторые члены Академии действительно пытались отменить уже намеченное выступление Ломоносова, посвященное исследованию атмосферного электричества. Только вмешательство графа Разумовского и графа Шувалова позволило Ломоносову прочесть 25 ноября 1753 года известное «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих».

Широта научных поисков Ломоносова поражает.

Он искал новые составы фарфора, новые способы получения окрашенных стекол, составления цветной мозаики. Он создал различные приборы для химических исследований, организовал исправление географических карт, составил в 1763 году «Краткое описание разных путешествий по северным морям и показание возможного проходу Сибирским океаном в Восточную Индию». В мае 1761 года он наблюдал редкое астрономическое явление – прохождение планеты Венеры по солнечному диску. Это позволило ему утверждать о существовании на Венере атмосферы, вполне подобной земной, – такой вывод сделал он по наблюдавшемуся им эффекту рефракции. На Венере, предполагал Ломоносов, как и на Земле, «…пары восходят, сгущаются облака, падают дожди, протекают ручьи, собираются в реки, реки втекают в моря, произрастают везде разные прозябения, ими питаются животные».