«Меж стен и при огне лишь только обращаюсь...»

В январе 1742 года Ломоносов стал хлопотать об организации в Академии химической лаборатории. В не дошедшем до нас «представлении» он предлагал построить здание под лабораторию. Через год он подает новое «представление», в котором, напоминая о первой просьбе, пишет: «Подал я, нижайший, в Академию наук предложение о учреждении химической лаборатории, которой еще при Академии наук не было, где я бы, нижайший, мог для пользы общества трудиться в химических экспериментах, однако на оное предложение не учинено никакого решения». На это предложение академическая канцелярия ответила отказом, ссылаясь на отсутствие денег и штатов.

Отказ не сломил упорства Ломоносова. В марте 1745 года он подает третье «представление» об организации лаборатории. В основательно аргументированном прошении, снабженном разработанным планом ее организации, Ломоносов писал:

«1. В прошлых 1742 и 1743 годех в генваре и майе месяце подал в Академию Наук представление двоекратно о учреждении Химической лаборатории при... Академии, однако на те мои представления не учинено никакого решения.

2. Императорской Академии Наук довольно известно, что химические эксперименты к исследованию натуральных вещей и к приращению художеств весьма нужны и полезны и что другие академии чрез химию много прежде неслыханных натуральных действ находят в пользу физики и художеств и тем получают себе не меньше пользы и славы, нежели от других высоких наук. Итак, Академия Наук ясно видеть может, коль великого и нужного средствия к исследованию натуры и к приращению художеств без Химической лаборатории она не имеет.

3. И хотя имею я усердное желание в химических трудах упражняться и тем отечеству честь и пользу приносить, однако без лаборатории принужден только однем чтением химических книг и теориею довольствоваться, а практику почти вовсе оставить и для того от ней со временем отвыкнуть».

Но и это прошение не дало результата. Выждав полгода (за это время он стал профессором химии), Ломоносов подает четвертое. На этот раз со своей просьбой он обращается не в канцелярию, а в академическое собрание. Прошение было единодушно поддержано членами собрания. Решение собрания было передано канцелярии. На решение Шумахер откликнулся резолюцией от 2 ноября 1745 года: «Оный проект с планом для рассмотрения отослать при письме к профессору Винцгейму, которого о том просить, чтоб об оном деле предложил для рассуждения конференции, и что оная по тому проекту и плану рассудит о том, чтобы он, Винцгейм, уведомил канцелярию письменно». Винцгейм уведомил канцелярию, что прошение конференцией (иначе говоря, собранием. — Г. Л.) уже рассматривалось «и о том уже учинена резолюция».

Любой другой на месте Ломоносова давно бы смирился. Но не таков был русский ученый. Заручившись поддержкой академической конференции, Ломоносов подает прошение в Сенат, минуя шумахеровскую канцелярию.

В «доношении» Ломоносова Сенату, подписанном всеми членами конференции, подробно изложена вся история мытарств ученого в связи с его проектом постройки химической лаборатории.

Через 5 дней после поступления документа в высшее правительственное учреждение из Сената последовал в Академию запрос о том, правда ли, что от Ломоносова было три «представления» об учреждении лаборатории и буде это так, то «что по оным учинено или и поныне ничего не учинено и для чего?» Однако даже на это грозное послание Шумахер вкупе со своей понаторевшей в бюрократических словопрениях канцелярией никак не отреагировал. Логика отмалчивания была такова: президента в Академии пока нет, значит, и отвечать некому. Действительно, только с появлением президента Разумовского был издан именной указ императрицы от 1 июня 1746 года, которым повелевалось лабораторию «построить по приложенному при том чертежу на Васильевском острову при Академии наук на счет кабинета».

Указ этот обрадовал Ломоносова. С удвоенной энергией боролся он со вновь возникавшими бюрократическими преградами; постоянно напоминал о своих делах медлительной Канцелярии от строений, в ведении которой находилось строительство зданий Академии; с превеликим терпением решал с заурядным архитектором Шумахером мелкие и принципиальные вопросы возведения лабораторного здания.

На многочисленные увязки, разъяснения, согласования потребовалось больше года. Наконец 17 августа 1747 года комиссия выбрала место, где надлежало строить лабораторию. Решающим, разумеется, был в этой комиссии голос Ломоносова, настоявшего, чтобы здание возводилось на дворовом участке Бонова дома.

Место выбрано было чрезвычайно удачно. День и ночь мог наблюдать за опытами хозяин лаборатории, поскольку жил он в сотне шагов от нее.

Еще год ушел на составление окончательного проекта, на определение стоимости работ. По расчетам Ломоносова и Шумахера, на строительство нужно было 1470 рублей 95 копеек. Ярославский подрядчик «Михаил Иванов сын Горбунов», вышедший победителем в объявленных 10 июня 1748 года торгах, подрядился выполнить все работы за 1344 рубля. Строить быстро и добротно русские мастера умели. О темпах строительства дают представление сроки окончания работ.

3 августа 1748 года состоялась церемония закладки здания, а спустя три месяца и 8 дней все было уже завершено.

Это было довольно обширное кирпичное здание под черепичной крышей. Сохранившиеся чертежи и планы позволяют судить точно о размерах постройки. В длину она имела шесть с половиной саженей (около 13,85 метра), а в ширину 4 сажени (около 8,5 метра). Общая площадь трех внутренних помещений составляла 100 квадратных метров. В этот метраж не входил чердак, куда можно было подняться по внутренней лестнице и где «хранились материалы, приборы и химическая посуда». Самое большое помещение отводилось под собственно лабораторию. Здесь размещались очаг и лабораторные печи — предмет особой заботы и попечений Ломоносова. Вторая комната, поменьше, служила кабинетом ученого. Кроме того, она предназначалась «для взвешивания материй и разведения их». Здесь же студентам читались лекции. Третья небольшая комната была «кладовой для хранения сырых материалов».

Возле лаборатории, вплотную к ботаническому саду Академии, построен был деревянный угольный сарай с широкими воротами со стороны двора. От лаборатории сарай отделялся каменным тамбуром.

Для производства химических экспериментов в лаборатории было девять типов печей, которые размещались на невысоком помосте, между четырьмя столбами, поддерживавшими свод. Вокруг всех печей был круговой обход, что позволяло ни на минуту не упускать из поля зрения течение опытов.

Ломоносовская лаборатория долгое время служила по прямому своему назначению и после смерти ученого. Лишь в конце XVIII века, когда Бонов дом с дворовым участком был продан в частные руки, лаборатория прекратила существование. В 1811 — 1812 годах владелец лабораторного здания академик Н. Я. Озерецковский, перестроил лабораторию, превратив в жилой дом. При перестройке фундамент и стены старого здания сохранились. Переходя от одного частного владельца к другому, бывшая ломоносовская лаборатория просуществовала до Великой Отечественной войны, во время которой была разрушена. На этом месте предполагается произвести раскопки и установить впоследствии мемориальную доску.

*      *      *

Пожалуй, в ломоносовское время ни у одной науки не было такой сложной, с налетом таинственности, истории, как у химии. По мере поступательного развития человеческого общества люди от целостного, нерасчлененного представления о мире, о Земле стали переходить к выявлению отдельных его составляющих. В древние времена были открыты девять простых веществ — элементов. Из них 7 были металлы: золото, серебро, медь, железо, олово, свинец, ртуть. Два других известных древним людям элемента — углерод и сера — не обладали металлическими свойствами. Некоторым народам Востока была известна еще сурьма.

Средние века добавили к открытиям древних еще 4 элемента: цинк, висмут, фосфор, мышьяк. Но самое интересное, самое оригинальное в открытиях этих химических элементов было то, что сделаны они были тогда, когда химии как науки не существовало. Древним помогало то обстоятельство, что они находили медь, золото и другие элементы, так сказать, в чистом виде. В средние века — в эпоху господства алхимии — открытиям способствовал случай. Именно в средневековье алхимики придали искусству изменения и превращения одних веществ в другие налет загадочности, некоего недоступного непосвященным таинства.

Как это ни парадоксально, идя по абсолютно ложному пути поисков «философского камня» — некоей сверхъестественной субстанции, способной из простых металлов делать золото, алхимики попутно сделали множество удивительных открытий. Они, например, впервые получили азотную, серную и соляную кислоты. Ими открыт железный купорос, поташ, едкий калий. Именно алхимики средневековья изобрели перегонные кубы. Они научились фильтрации, осаждению и кристаллизации веществ. В их мрачных кельях, наконец, впервые вспыхнуло пламя изобретенных ими химических печей. Словом, многое из арсенала приемов, наблюдений, способов, находок алхимиков было взято впоследствии на вооружение и вполне зрелой химической наукой.

Свои опыты алхимики долгое время окружали тайной. Во-первых, они это делали потому, что церковь неодобрительно относилась к их занятиям, считая, что они общаются с «сатанинскими силами». Во-вторых, надежда на получение пресловутого «философского камня» делала алхимиков скрытными, не склонными делиться с другими своими тайнами. С течением времени, когда стремление открыть «камень мудрости» становилось все более химерическим, завеса таинственности все более и более приоткрывалась. На этом этапе обнаружилось поразительное явление. Сплошь и рядом какое-нибудь соединение, открытое и описанное в печати одним «химикусом», не могли получить, сверяясь с описанием опыта, другие ученые. А бывало, что и первооткрыватель, как ни бился, не мог получить уже полученное им однажды вещество.

Объяснялось это тем, что алхимики экспериментировали на ощупь. Проделывая опыты, они пренебрегали точными весовыми соотношениями. Смешивая различные составы, они не обращали внимания на чистоту химических веществ — реактивов. О соблюдении длительности реакций, строгом выдерживании температур и давления и говорить не приходится.

Такой была химия, когда Ломоносов стал заниматься этой наукой. Не случайно в ту пору большинство ученых не признавало химию наукой, относя ее к разряду искусств «разложения тел на их составные части» или искусств «соединения составных частей в тела».

Разносторонность знаний и научных интересов Ломоносова позволила ему отойти от рутинных представлений в области химии. В ранней своей работе — «Элементы математической химии», появившейся в 1741 году, он выступил со своими оригинальными представлениями на химию как науку «об изменениях, происходящих в смешанном теле, поскольку оно смешанное». Указывая на успехи физики, которая к этому времени была уже основательно связана с математикой, русский ученый призывал к широкому использованию математики и в химии. Еще тогда Ломоносову было ясно, насколько важно изучать изменения, происходящие в химических соединениях, комплексно.

Со временем взгляды Ломоносова на химию эволюционировали. Вскоре он приходит к убеждению, что физика и химия неразрывны. Стремительная эволюция химических представлений Ломоносова, на десятки лет опередившего науку своего времени, вполне завершилась к моменту открытия собственной лаборатории. Свои теоретические воззрения он высказал, правда, несколько позже — в знаменитом «Слове о пользе химии», произнесенном в публичном собрании Академии 6 сентября 1751 года.

К этому времени Ломоносов уже создал свою атомно-молекулярную теорию строения материи, сформулировал в письме к Эйлеру от 5 июля 1748 года принцип сохранения материи и движения — теоретический фундамент всех его исследований. Такая глубокая теоретическая база позволила ему в корне пересмотреть представления о химии в системе современных ему наук, показать ее связь и единство с другими областями знаний. Этой науке, по словам Ломоносова, надлежало «чрез Геометрию вымеривать, чрез Механику развешивать и через Оптику высматривать», чтобы добиться желанных, а главное повторимых результатов. Основное же, за что ратовал и к чему стремился Ломоносов в своей деятельности, — было требование соединять теорию с практикой. Именно поэтому добивался он открытия химической лаборатории, именно поэтому он заботился об оснащении лаборатории максимально возможным разнообразием приборов, инструментов, аппаратов и т. п. Причем в лаборатории Ломоносова представлен был как давно известный инструментарий, так и сконструированный и созданный самим ученым.

*      *      *

Какими только путями не оснащал Ломоносов свою лабораторию! В ту пору каждая аптека имела лабораторию, где изготавливались различные реактивы и химические препараты. Русский ученый сполна воспользовался этим источником снабжения. И сразу же перед ним возникла проблема чистоты получаемых реактивов. Поскольку к чистоте Ломоносов относился строго и педантично, ему пришлось заняться в лаборатории и дополнительной очисткой получаемого сырья. Процесс этот трудоемкий и требовал много времени. Так, по свидетельству ученого, две трети января 1749 года он был вынужден «заготовлять разные спирты и другие простые продукты».

Еще одним важным поставщиком была Монетная канцелярия, которая помимо чеканки монет и добычи благородных металлов ведала и пробирными химическими лабораториями. Отсюда Ломоносов смог раздобыть много разнообразных и весьма нужных предметов. В Монетной канцелярии были заказаны: «железная печь, две медных пробирных доски, пробирные вески за стенками, пробирный разновес, пробирные иглы, муфели, различные тигли, изложницы, чугунная ступа» — словом, все, что изготавливалось из цветных и черных металлов. Чрезвычайно много потребовалось в лаборатории стеклянной посуды — колб, реторт, сложной конфигурации сосудов, трубок, воронок, склянок, чашек, пузырьков и т. п. Часть посуды Ломоносов раздобыл в аптеках. Большее же количество потребного ему стекла ученый заказал на стекольных заводах А. Зверева. О том, каким крупным был заказ, можно представить из «репорта» Ломоносова академической канцелярии, датированного 20 февраля 1749 года. Из этого документа видно, что стекольные заводы поставили лаборатории «посуды из зеленова стекла осмадцать пуд двадцать фунтов», а «из белого стекла один пуд восемь фунтов».

Большой заказ удалось разместить Ломоносову в Санкт-Петербургском арсенале, подчиненном канцелярии Главной артиллерии и фортификации. Здесь для химической лаборатории были изготовлены «две капельные формы, гиспукель или конические изложницы, да пять сотен белых гжельских (огнеупорных .— Г. Л.) кирпичей».

Обращался Ломоносов с просьбами об изготовлении нужных для него предметов и оборудования и в академические мастерские. Академические печники клали в лаборатории печи. Большое мастерство печников заслужило самую высокую оценку ученого. Ломоносов даже ходатайствовал перед канцелярией о предоставлении печникам ряда преимуществ.

Воспользовался Ломоносов и услугами канцелярских служащих, приторговавших нужное оборудование у частных поставщиков. Так, через регистратора канцелярии Василия Иванова было куплено «у купца Володимира Яковлева масло льняное и конопляное»; у Василия Седельникова — бумага, ножницы, пробки; у Андрея Емельянова различные железные инструменты; у Леонтия Смирнова холодильная бочка и «горшечки муравленые разные». Нередко бывало, что, не имея казенных средств, ученый оплачивал покупки из собственного кармана или, как тогда говорили, выкупал «на собственный кошт». Об этом свидетельствует рапорт Ломоносова от 20 февраля 1749 года академической канцелярии. В нем, к примеру, говорилось: «За зделанную железную пробирную печь для лаборатории заплатил я меднику колмогорцу Петру Корельскому... три рубли моих собственных денег».

Оснащение лаборатории не всегда проходило удачно, без затруднений и проволочек. Сохранившиеся до наших дней служебные записки ученого доказывают, что завистники и недоброжелатели тормозили оснащение лаборатории необходимыми приборами. Из записки Ломоносова от 11 мая 1752 года узнаем: «Пирометр, который по моей просьбе начали делать три с лишком года тому назад, не закончили до сих пор». Заказ трехгодичной давности академическая канцелярия в свое время попросту забыла передать для изготовления академическому подмастерью Беляеву. Лишь через полмесяца после вторичного напоминания канцелярия соблаговолила распорядиться, чтобы Беляев изготовил необходимый пирометр. Внешне бесстрастно, но со скрытой язвительностью Ломоносов в марте 1753 года, отчитываясь о работе за последнюю треть минувшего года, писал: «Читал химические лекции для студентов, показывая им опыты химические и употребляя при том физические эксперименты, которых мог бы еще присовокупить больше, если бы требуемые инструменты поспели».

Справедливости ради стоит отметить, что не во всех случаях задержки с выполнением заказов Ломоносова происходили из-за недоброжелательства его могущественных противников. Бывало, что выполнение заказов затягивалось и по объективным причинам. Так случилось, например, с изготовлением «папиновой махины» — прибора для получения высоких температур и давления, названного в честь его изобретателя французского ученого Дени Папина. Изготовление этого парового котла, с которым Ломоносов связывал широкую программу экспериментальных исследований по физической химии, затянулось почти на пять лет.

«Папинова махина» была сложным и в конструктивном, и в технологическом отношении аппаратом. К тому же Ломоносов внес в его конструкцию некоторые изменения и требовал изготовить «более прочную папинову махину», более соответствующую его требованиям. Долгое время ни сам Ломоносов, ни академическое начальство не могли найти предприятие, где смогли бы выполнить столь сложный заказ. Лишь в 1752 году «папинову махину» взялся изготовить Сестрорецкий оружейный завод. Но и здесь выполнение заказа затянулось, поскольку завод испытывал в это время большие трудности.

*      *      *

В 1720 году на Сестру-реку, ниже впадения в нее реки Черной, прибыл с Олонецких заводов «плотинный мастер Венедикт Беер» с сыном. «Усмотрев» место, где берега возвышались над уровнем воды на 10 метров, Беер предложил его Петру I для строительства оружейного завода. В знак согласия «его величество сам соизволил и флаг поставить» на выбранном месте.

Завод рос быстро. За два года возле плотины встали параллельными рядами друг подле друга якорная, замочная, ствольная и другие механические мастерские. За ними полукругом расположились заводские «магазейны» (склады). Через всю территорию пролег широкий прямой проезд, ведший к двухэтажному зданию приемной комиссии.

В 1724 году Сестрорецкий оружейный завод был открыт. Изготавливалось здесь не только оружие — фузеи, багинеты (штыки), пистолеты, пищали, мушкетоны, шпаги, кортики, палаши, но и большие и малые якоря, валы для лесопильных мельниц, гвозди разных размеров, даже бревна и доски для колес и мехов. Очень быстро завод стал одним из лучших в России по технической оснащенности.

Однако период расцвета для Сестрорецкого оружейного длился недолго. Уже в 1727 году последовал указ адмиралтейств-коллегии о прекращении здесь производства оружия. Объем производства резко снизился.

Причин захирения завода было несколько. Не стало Петра I, понимавшего, насколько стратегически важно иметь «под рукой» источник снабжения армии оружием. В правительственных сферах «усмотрели», что источники сырья отстояли от завода далеко, их перевозка стоила немалых денег.

Военная коллегия, в ведение которой в декабре 1741 года перешел завод, с торгов стала избавляться от «неудобного» предприятия. Выручил военную коллегию ближайший помощник первого командира завода Беер. Он взялся наладить «безубыточное производство». Каким образом надеялся Беер добиться, выражаясь современным языком, рентабельности?

Терпя убыток на изготовлении оружия, новый командир завода наверстывал на производстве разнообразных мелких изделий — дверных затворов, петель, медных ручек, пуговиц для мундиров и тому подобного. Использовал Беер и еще один резерв — незаурядное мастерство сестрорецких оружейников, способных изготовлять самые уникальные поделки. Мастера завода делали множество изделий для дворцовых ансамблей Царского Села. Сестрорецкие кудесники изготовили из чугуна и меди удивительной точности хода часы для Петропавловского собора весом в 55 с половиной пудов. Пришлось им «поколдовать» и над ломоносовским заказом — папиновой машиной.

Разумеется, и часы для Петропавловского собора, и папинова машина потребовали не только незаурядного мастерства, но и длительного времени на их изготовление. Папинова машина для Ломоносова делалась почти полгода. Зато сделана она была отменно, так как ею был удовлетворен сам Ломоносов, приехавший на завод 30 января 1753 года за ее получением. Папинова машина, «в лучшее состояние приведенная» Ломоносовым, свидетельствовала, что для Сестрорецкого оружейного худшие времена уходили в прошлое. Для мастеров завода не было заказов, которые бы они не были в состоянии выполнить.

*      *      *

Преодолев все преграды, использовав все возможные и невозможные источники снабжения, Ломоносов в конце концов сумел-таки добиться своего — по оснащенности его химическая лаборатория была уникальной. Об этом можно говорить со всей убедительностью, ибо до наших дней сохранился бесценный документ — подробная опись всего инвентаря и препаратов лаборатории. Судя по этой описи, составленной весной 1757 года, в лаборатории числилось свыше 500 препаратов и множество другого научного инвентаря. Это количество говорит само за себя. Если к тому добавить, что оборудование подобрано было ученым самых передовых взглядов, великолепным конструктором, блестящим экспериментатором и неутомимым тружеником науки, то станет ясно, сколь мощный рычаг для развития химии появился в Петербургской Академии наук вместе с химической лабораторией.

Подробно рассказать о всех приборах, препаратах, реактивах, инструментах, имевшихся в ломоносовской лаборатории, невозможно. Остановимся на наиболее интересных, которым сам ученый придавал большое значение.

Это прежде всего относится к печам. В ломоносовской лаборатории были представлены все типы печей, известных тогдашней науке. При их использовании русский ученый применил новшество. Ранее мы уже упоминали, что печи располагались не по стенкам, как в других лабораториях, а в центре. Дым из печей поступал под расположенный над ними свод, откуда по общей трубе выводился наружу. По современным понятиям подобная тяга далека от совершенства, однако в других лабораториях она была и того хуже, поскольку расположенные обычно у стен печи чадили прямо в помещение. Какие же типы печей использовал Ломоносов в своих исследованиях?

В первую очередь заслуживает упоминания так называемая самодувная, или плавильная, печь, настолько широко применявшаяся русским ученым, что в лаборатории была установлена не одна печь этого типа, а две. Ломоносов не только использовал их практически, но и обосновал принцип их действия. Ему пригодилась при этом гидравлическая теория движения воздуха в рудниках. В шахтах Германии Ломоносов подметил, что зимой внешний холодный воздух вливался в нижнюю шахту расположенного на горе рудника, там нагревался и, становясь легче, выходил наружу из верхней. То же явление увидел русский ученый и в самодувных печах. Теория Ломоносова была подхвачена другими учеными. Его наблюдения были использованы и в практике.

Другим типом печей, применявшихся в ломоносовской лаборатории, были пробирные печи. Особенностью их действия было то, что нагрев в них производился не над пламенем, а в специальном муфеле, где находилось нагреваемое тело.

Были в лаборатории Ломоносова и перегонные печи. В этих печах топливо использовалось очень экономично, поскольку нагреваемая реторта получала дополнительное тепло от нагреваемых пламенем сводов печи. Широко использовал руководитель химической лаборатории последнее слово тогдашней техники — «финифтяные печи», или печи для варки стекла. По-видимому, Ломоносов воспользовался конструкцией подобной печи, построенной выдающимся химиком-технологом, основоположником первого русского фарфорового завода — «Порцелиновой мануфактуры» Д. И. Виноградовым. Стекловаренную печь Виноградова Ломоносов использовал для поисков рецептуры изготовления цветной смальты для мозаичных картин.

Особенность конструкции другого типа печей — атанора с баней, или ленивца, — наличие вертикальной башни, наполнявшейся древесным углем. Из герметически закрывавшейся башни уголь попадал на решетку и, сгорая, давал жар. Скорость сгорания угля в этих печах могла регулироваться.

Были, наконец, в химической лаборатории и «печи с сильным дутьем», то есть с принудительной поддувкой с помощью мехов.

Для Ломоносова печи были «сильнейшим орудием химика». В совершенстве владея техническими навыками работы с печами, он одновременно стремился уловить теоретические основы тепловых процессов. Он разработал систему тепловых областей, разграничивавшихся постоянными точками. Подобными «точками отсчета» для него служили преимущественно температуры плавления или кипения различных тел. Осознавал Ломоносов и возможность взаимодействия горючего материала с веществом, обрабатываемым в печи. Предостерегая своих коллег-химиков от широко распространенных ошибок, ученый заметил, что не следует принимать «того, что присоединилось из горючего материала... за присущее самому телу». Особо строго подходил Ломоносов к точному соблюдению количества, чистоты, длительности опытов. В связи с этим, думается, стоит подробнее остановиться на разнообразном мерительном инструментарии, имевшемся в лаборатории Ломоносова.

*      *      *

Более двух десятилетий назад советские ученые В. П. Борзаковский и Н. М. Раскин проверили чувствительность так называемых «опытовых весов», изготовленных в 1747 году на Сестрорецком оружейном заводе. Подобные весы широко использовались в химической лаборатории. Проверка советскими учеными подтвердила превосходное качество и высочайшую чувствительность этих весов, не превышавшую пяти стотысячных долей единицы. Подобные весы вполне удовлетворяли высоким требованиям Ломоносова, который считал, что у наиболее чувствительных весов коромысла должны быть тонкими, легкими и длинными. По словам ученого, такие коромысла должны и «от посредственной песчинки склоняться».

Думается, теоретически рассчитанную чувствительность «опытовых весов» нужно несколько увеличить, поскольку и к процессу определения веса Ломоносов предъявлял высочайшие требования. Разновесы, имевшиеся в химической лаборатории, изготовлялись из меди и серебра, — серебряным ученый отдавал предпочтение. Хранились разновесы в специальных закрытых ящичках. Руками к ним прикасаться запрещалось — их брали пинцетами. Кроме того, ученый отказался от использования больших весов, употребляя так называемый «уменьшенный вес». Согласно ломоносовской «таблице уменьшения» вместо пуда брался золотник, который, в свою очередь, дробился на сорок частей. Каждая такая сороковая часть употреблялась вместо фунта. Таким образом производилось уменьшение веса в 3840 раз. Это давало удобства при расчетах, способствовало большей точности взвешивания. Наименьший разновес, употреблявшийся в лаборатории, соответствовал четверти «уменьшенного золотника», или 0,0003 грамма.

Кроме описанных весов в ломоносовской лаборатории были и другие. Среди них можно упомянуть «большие пробирные весы в стеклянном футляре», пробирные весы серебряные, обычные торговые весы для больших тяжестей. Сконструировал Ломоносов и весы для гидростатического взвешивания. К сожалению, описание их устройства неизвестно. По словам ученого, это были «деревянные вески для взвешивания твердых тел в воздухе и в воде». Судя по всему, с их помощью можно было определять удельный вес материалов.

Соблюдение точной меры веса — далеко не единственный критерий, которым руководствовался Ломоносов при проведении исследований. Большое значение придавалось им скорости протекания тех или иных процессов. Об этом свидетельствует, в частности, составленная ученым «Программа физико-химических опытов». Согласно этой «Программе» в лаборатории намечено было изучить скорости: «1) ожижения, 2) кипения, 3) застывания, 4) кристаллизации, 5) растворения, 6) извлечения, 7) амальгамации, 8) возгонки, 9) перегонки, 10) горения». Поэтому неудивительно, что Ломоносов не только постарался оснастить лабораторию часами, но и занимался их конструированием.

Большое внимание обращал ученый и на строгое и точное измерение температур. По описи 1759 года, в ломоносовской лаборатории значилось 14 термометров, в том числе: «...термометр на бумаге, термометр с ртутью... три термометра спиритусом, термометр, составленный спиритусом». Среди этих приборов был и термометр (а возможно, не один), сконструированный самим Ломоносовым.

Шкала ломоносовского термометра имела градуировку от нуля (за нуль ученый принимал температуру замерзания воды) до точки кипения, которую ученый обозначал цифрой 150°. Поскольку термометр Ломоносова был ртутный, его градуировка опускалась и ниже температуры замерзания воды.

Перечень метрологического инструментария, имевшегося в химической лаборатории, можно было бы продолжать, многократно повторяя при этом: использовалось впервые, усовершенствовано Логлоносовым, сконструировано великим русским ученым. Скажем, в микроскопе он применил «объективные стеклышки... оправленные в одной дощечке, коя... в коймах передвигалась...» — иначе говоря, прообраз современного микроскопа с револьверной системой смены объективов. Изобрел он вискозиметр — «инструмент для исследования вязкости жидких материй по числу капель», позволявший характеризовать вязкость и поверхностное натяжение жидкости. Сконструировал специальное точило, с помощью которого исследовалась сила сцепления твердых тел. Все богатейшее оснащение химической лаборатории не лежало втуне, не пылилось по полкам в кладовых. Став руководителем собственной лаборатории, Ломоносов использовал все ее богатства, с размахом и необычайной энергией развернув теоретические и прикладные исследования.

Это был период расцвета творческих сил ученого.

В новой лаборатории он работал самозабвенно, страстно, часто забывая о сне и отдыхе.

Широчайшая ломоносовская программа требовала «беспрерывного продолжения химических опытов», проводившихся сериями, чтобы повторением их исключить элементы случайности. Но только химией интересы Ломоносова не ограничивались. Для академических и исторических собраний ему приходилось три раза в неделю отрываться от любимой химической лаборатории и по три-четыре часа заседать в Академии. Кроме того, были еще бесконечные заказы на изобретение затейливых фейерверков для различного рода празднеств. С подобными заказами к Ломоносову обращались и вельможи, и сама императрица. Приходилось то и дело отрываться и на сочинение надписей в стихах, которые сопровождали фейерверки. В письме к И. И. Шувалову от 4 января 1753 года Ломоносов сетовал: «Всяк человек требует себе от трудов успокоения: для того, оставив настоящее дело, ищет себе с гостьми или с домашними препровождения времени, картами, шашками и другими забавами, а иные и табачным дымом, от чего я уже давно отказался, затем что не нашел в них ничего, кроме скуки».

Вместо карт, шашек, бесцельного времяпрепровождения с гостями ученый, до предела уплотнив сутки, от «сочинения Российской истории и украшения Российского слова» (то есть «Риторики». — Г. Л.) переключался на занятия со студентами, демонстрировал бесчисленные опыты, а затем снова и снова обращался к физическим и химическим экспериментам. Эти эксперименты, по собственному признанию ученого, «не токмо отменою материи вместо забавы, но и движением вместо лекарства служить имеют». Иными словами, напряженный труд в области физики и химии и был источником подлинного творческого наслаждения для Ломоносова, он приносил вместе с усталостью величайшее моральное удовлетворение.