В разносторонней деятельности Ломоносова химия и вопросы строения материи занимали одно из ведущих мест. Он и академиком считался по классу химии.
С самого начала, добившись от Сената постройки первой в России химической лаборатории, Ломоносов повторил опыт Бойля по нагреванию металлических опилок в запаянных ретортах. Только в отличие от английского химика Ломоносов после прокаливания не вскрывал склянки перед взвешиванием. И что же? Вес сосуда с содержимым после опыта оказался в точности равен его весу до опыта. Немаловажная разница. «Оными опытами нашлось, что у славного Роберта Бойля мнение ложно, ибо без пропущения внешнего воздуха вес сожженного металла остается в одной мере». Ломоносов впервые в истории науки приходит к одному из основных законов природы — закону сохранения материи. А как же флогистон, как же сверхтонкая огненная материя? До позднего вечера не гаснет огонь в химической печи его лаборатории. Он приливает кислоты к разным металлам и собирает выделившийся газ в бычий пузырь, натянутый на горловины реторт. Тоже опыт Бойля. И снова совсем другой вывод. «При растворении какого-нибудь неблагородного металла, особенно железа в кислотных спиртах из отверстия склянки вырывается горючий пар, который представляет собой не что иное, как флогистон».
М. В. Ломоносов — человек, сделавший так много для русской науки, что трудно себе представить, чтобы один человек был в состоянии совершить столько за одну жизнь
Вот оно, «горючее основание». Ломоносову с его убежденным материалистическим мировоззрением было глубоко чуждо представлять что-либо в виде «нематериальной сущности».
Двадцать лет спустя Генри Кавендиш повторит в точности опыт русского ученого и получит тот же «горючий пар — водород». Его результат станет сенсацией, тогда как результаты опытов Ломоносова долгие годы пролежали в пыльных архивах Петербургской академии наук.
В одной из своих записок, относящихся к 1756 году, Ломоносов писал: «С тех пор, как я прочитал Бойля, мною овладело страстное желание исследовать мельчайшие частицы. О них я размышлял 18 лет».
XVII век явился эпохой возрождения древней атомистики. О ней говорили и писали такие известные философы, как Декарт и Гассенди. Ей много внимания уделял Бойль.
М. В. Ломоносов с самого начала своей деятельности был убежденным сторонником корпускулярной теории. «Если бы я хотел читать, не зная букв — бессмысленное дело. Точно также, если бы я хотел рассуждать о естественных вещах, не имея представления о началах их, это было бы столь же бессмысленно». По мнению Ломоносова, частицы, составляющие тела, должны непрерывно двигаться. Это обстоятельство, в сочетании с законом сохранения вещества и движения, он решительно ставит в основу своих рассуждений. Три превосходных диссертации написал Ломоносов по химии, обсуждая в них самые животрепещущие вопросы науки своего времени.
Убеждение в том, что вся материя построена из корпускул, не оставляло возможности Ломоносову признать существование «невесомых жидкостей» и «нечувствительных флюидов», которыми полны были высказывания даже самых выдающихся ученых его эпохи.
Ломоносов был первым ученым, первым академиком из русских людей. Кроме него, членами Петербургской академии состояли иностранцы, приглашенные из-за границы. Это также было одной из причин, по которым ему приходилось заниматься множеством дел сразу. Кроме физики и химии он занимался переводами, сочинял разнообразнейшую служебную документацию, редактировал книги, писал оды, стихи и адреса по случаям придворных праздников и, эксплуатируя свой дар красноречия, произносил речи. Он писал фундаментальную «Древнюю российскую историю», складывал из мозаики удивительные картины, руководил академической гимназией и организовал работу по созданию генеральной карты России, которой ранее страна никогда не имела.
Невозможно даже представить, чтобы один человек успел за свою жизнь сделать так много и в естественных и в гуманитарных науках. Не зря в иностранных книгах приводились утверждения, что-де в России всегда были два Ломоносова: один — химик, а другой — литератор. И что не следует путать их друг с другом.
Немало внимания и времени отдал Михаил Васильевич разработке вопросов атомистического строения материи. Подобный взгляд был для Ломоносова не просто отвлеченной системой философии, как для большинства химиков того времени. Он считал, что именно атомизм давал ключ к разгадке необъяснимых тогда физических явлений и превращений вещества. Как, например, не имея представления о прерывистом (дискретном) строении вещества, состоящего из мельчайших, неделимых далее частичек, объяснить переход тел из твердого состояния в жидкое, в газообразное? Как объяснить процесс передачи тепла из одного места в другое? Как понять механизм передачи звука?.. Нет, только движение различных атомов или их сочетаний давало, по мнению Ломоносова, удовлетворительные ответы на все эти вопросы.
Особенно интересны взгляды Михаила Васильевича на природу теплоты. В те годы широкое распространение имела теория теплорода, или флогистона. Большинство ученых считало, что теплота — это особая жидкость или особая материя, которая проникает в поры вещества и нагревает его или уходит из него, вследствие чего тело охлаждается. Ломоносов же был уверен, что теплота возбуждается движением и только движением.
Свою работу «Размышление о причине теплоты и холода» Михаил Васильевич послал знаменитому математику Эйлеру в Берлин. Эйлер долгое время работал в России и высоко ценил Ломоносова как ученого. «Размышления» были напечатаны в первом томе научного журнала «Новые комментарии». И таким образом его взгляды могли знать известные европейские ученые.
Тем не менее долгие годы труды Ломоносова были практически неизвестны мировой науке. Лишь в начале XX века, а особенно после победы Великой Октябрьской социалистической революции справедливость была восстановлена.