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:

«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 искор, 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 споривал. 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 щи простынут, а притом и электрическая сила почти перестала. Только я за столом посидел несколько минут, внезапно дверь отворил человек покойного Рихмана, весь в слезах и в страхе запыхавшись. Я думал, что его кто-нибудь на дороге бил, когда он ко мне был послан; он чуть выговорил: Профессора громом зашибло. В самой возможной страсти, как сил было много, приехав увидел, что он лежит бездыханен. Бедная вдова и ее мать таковы же, как он, бледны. 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 лицо, с которым я за час сидел в конференции, и рассуждал о нашем будущем публичном акте. Первый удар от привешенной линеи с ниткою пришел ему в голову, где красно-вишневое пятно видно на лбу; а вышла из него громовая электрическая сила из ног в доски. Нога и пальцы сини и башмак разодран, а не прожжен. Мы старались движение крови в нем возобновить, за тем, что он еще был тепл; однако голова его повреждена; и больше нет надежды. И так плачевным опытом уверил, что электрическую громовую силу отвратить можно; однако на шест с железом, который должен стоять в пустом месте, в которое бы гром бил сколько хочет. Между тем умер господин Рихман прекрасною смертию, исполняя по своей профессии должность. Память его никогда не умолкнет; но бедная его вдова, теща, сын пяти лет, который добрую показывал надежду, и две дочери, одна двух лет, другая около полугода, как об нем, так и о своем крайнем несчастии плачут. Того ради, Ваше Превосходительство, как истинный наук любитель и покровитель, будьте им милостивый помощник, чтобы бедная вдова лучшего профессора до смерти своей пропитание имела, и сына своего маленького Рихмана могла воспитать, чтобы он такой же был наук любитель, как его отец. Ему жалованья было 860 руб. Милостивый государь! Исходатайствуйте бедной вдове его или детям до смерти. За такое благодеяние Господь Бог вас наградит, и я буду больше почитать, нежели за свое. Между тем, чтобы сей случай не был протолкован противу приращения наук, всепокорнейше прошу миловать науки и Вашего Превосходительства всепокорнейшего слугу в слезах Михайла Ломоносова. Санкт-Петербург. 26 июля 1753 года».

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:

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).