Исключительно ценный вклад внес Михаил Васильевич в развитие учения о строении вещества. Разнообразные естественнонаучные работы Ломоносова являются последовательным воплощением его представлений о мире как совокупности атомов. Атомистическая теория Ломоносова – тот узловой пункт, вокруг которого объединяются все его работы.

Ломоносов не оставил нам работы, в которой подробно и полностью излагалась бы его атомистическая теория, но всю свою жизнь стремился написать ее. Об этом свидетельствует его письмо к Эйлеру от 5 июля 1748 года, в котором он пишет, что опубликование его корпускулярной философии может настроить против него «великих мужей». Об этом же свидетельствует его работа «О нечувствительных физических частицах, составляющих тела природы».

Если свести в одно целое все «атомистические» высказывания Ломоносова, то перед нами предстанет следующая картина. В мире существует материя. Из нее созданы все тела. При воздействии на материю (физическом или химическом) ее можно разделить на наименьшие «нечувствительные» частицы, которые в дальнейшем остаются неделимыми. Эти частицы Ломоносов называет атомами или, по Лейбницу, монадами. Все атомы имеют сферическую форму и отличаются один от другого размерами.

Твердые тела, жидкости и газы состоят из атомов и молекул, имеющих вес. В этих телах атомы в обычном состоянии не соприкасаются, между ними имеются промежутки. Однородные тела составляются из атомов, совершенно одинаковых и равномерно размещенных. Разнородные тела составляются из разных по размеру и разнообразно размещенных атомов.

Атомы не уничтожаемы и существуют вечно. Они обладают массой и находятся в движении. Столкновениями, соединением и разъединением атомов Ломоносов объясняет все молекулярные явления и свойства тел. При этом к молекулярным явлениям ученый относит теплоту, холод, сцепление, удельный вес, цвет, запах, упругость, магнетизм, электричество, то есть все физические свойства тел. Даже передачу раздражения в мозг он также объясняет движением атомов.

Учение Ломоносова о теплоте вытекает из его атомистической теории. Мысль о том, что теплота есть форма движения, высказывалась и до гениального русского ученого, но эти высказывания были непоследовательны, случайны и недостаточно обоснованы физически.

Учение Ломоносова о теплоте изложено в его знаменитом «Рассуждении о тепле и стуже», написанном в 1744 году. Кроме того, по вопросам теплоты он высказывался в замечаниях ко второму изданию «Вольфианской физики», в «Слове о происхождении света» и в других работах. Чтобы полностью оценить значение учения Ломоносова о теплоте, рассмотрим современное ему изложение этого вопроса неизвестным ганноверским ученым, переведенное на русский язык и напечатанное в «Сочинениях и переводах для пользы и увеселения служащих» в 1758 году.

Ганноверский ученый признает, что теплота создается особым веществом – теплородом – и отличается от огня. Главным источником теплоты он считает Солнце, но признает, что теплород порождается одушевленными существами, огнем в глубине земли, окислением и «может возникать в воздухе без непосредственного действия Солнца». Основанием для последнего положения, по мнению ганноверца, служит тот факт, что ночью холод часто сменяется теплотой.

В заключение автор статьи признает, что он должен «уста свои закрыть и признаться в неведении».

В противоположность этим путаным рассуждениям Ломоносов развивает единую теорию теплоты, которая объясняет все известные в то время науке факты.

В первом тезисе своей работы Михаил Васильевич формулирует исходную точку зрения: теплота, под которой понимается и наибольшая степень ее – огонь, возбуждается движением. Движение какой-нибудь материи является достаточным основанием для выделения теплоты. Таким образом, отбрасывая теплород, он отказывается и от так называемого флогистона и утверждает, что теплота имеет своей основой только движение материи.

К этим положениям Ломоносов пришел не только на основании своей атомно-молекулярной теории, но и в результате рассмотрения фактических данных науки, которые он приводит как в «Рассуждении о тепле и стуже», так и в «Слове о происхождении света». Так, он говорит о том, что при трении гвоздя о железный стержень нагревается и гвоздь, и стержень. Но гвоздь нагревается быстрее, потому что при трении гвоздя о стержень в движении участвует большее количество частичек, значит, каждая из них получит меньшее количество движения. Железо при ковке или сгибании также нагревается, потому что приводятся в движение его частицы.