Начало знакомства Ломоносова с Шуваловым относится к 1750 году. Уже в августе этого года 39-летний Ломоносов пишет дружеское стихотворное послание своему 23-летнему меценату, исполненное почтительной простоты, умеренной непосредственности и непринужденности, какого-то характерного изящества даже. Читая это послание, нельзя забывать, что оно первое в своем роде, что именно с него начинается богатейшая традиция этого жанра в русской поэзии, долженствующая получить свое высшее воплощение в творчестве Пушкина и его круга:
Прекрасны летни дни, сияя на исходе,
Богатство с красотой обильно сыплют в мир;
Надежда радостью кончается в народе;
Натура смертным всем открыла общий пир;
Созрелые плоды древа отягощают
И кажут солнечным румянец свой лучам!
И руку жадную пригожством привлекают:
Что снят своей рукой, тот слаще плод устам...
Чертоги светлые, блистание металлов
Оставив, на поля спешит Елисавет;
Ты следуешь за ней, любезный мой Шувалов,
Туда, где ей Цейлон и в севере цветет,
Где хитрость мастерства, преодолев природу,
Осенним дням дает весны прекрасный вид
И принуждает вверх скакать высоко воду,
Хотя ей тягость вниз и жидкость течь велит.
Толь многи радости, толь разные утехи
Не могут от тебя Парнасских гор закрыть.
Тебе приятны коль Российских муз успехи,
То можно из твоей любви к ним заключить.
Ты, будучи в местах, где нежность обитает,
Как взглянешь на поля, как взглянешь на плоды,
Воспомяни, что мой покоя дух не знает,
Воспомяни мое раченье и труды:
Меж стен и при огне лишь только обращаюсь;
Отрада вся, когда о лете я пишу;
О лете я пишу, а им не наслаждаюсь
И радости в одном мечтании ищу.
Однако лето мне с весною возвратится,
Я оных красотой и в зиму наслаждусь,
Когда мой дух твоим пригожством ободрится,
Которое взнести я на Парнас потщусь.
Так приветствовал Ломоносов Шувалова, направлявшегося с Елизаветой на отдых в Царское Село. В этом стихотворении рядом с отвлеченными картинами «натуры» на исходе лета щедро разбросаны совершенно конкретные указания на царскосельскую оранжерею («Цейлон в севере»), на пристрастие императрицы к фонтанам, в изобилии устроенным «хитростью мастерства» в ее летней резиденции, на благосклонное отношение Шувалова к наукам и искусствам. Но главное здесь — упоминание Ломоносова о собственных «раченье и трудах» в Химической лаборатории («меж стен и при огне»). Именно в эту пору он начал грандиозную по размаху и в высшей степени впечатляющую по результатам работу, в процессе которой его разносторонний и одновременно сосредоточенный в себе гений одержал ослепительный ряд выдающихся творческих побед.
В марте 1750 года Ломоносов направил в Канцелярию «репорт» следующего содержания: «По учиненным мною опытам в Химической лаборатории нашлось немалое число таких стекол, которые в мусию (то есть в мозаику. — Е. Л.) годятся, а для лучшего оных виду должно их оточить и с одной стороны вышлифовать. Того ради Канцелярию Академии наук прошу оные приказать точить и шлифовать и в Лабораторию отдавать, чтобы я мог оных целый комплект предложить опой Канцелярии».
Это первый документ, касающийся работ Ломоносова по мозаичному и вообще стекольному делу. В 1746 году граф М. И. Воронцов привез из Рима образцы итальянской мозаики. Ломоносов заинтересовался ими и как человек с тонким эстетическим вкусом, и как ученый-химик, и как технолог, и в определенной мере как предприниматель. Явилось желание воспроизвести эти образцы. Однако итальянцы строго хранили секрет изготовления смальт (непрозрачных разноцветных стекол). На Руси технология их производства была давно забыта (Ломоносов в эту пору неоднократно вспоминал о «киевской мусии», которую он видел в соборах Киева во время своего паломничества в тамошнюю академию в 1734 году). После открытия Химической лаборатории в 1748 году Ломоносов твердо решил разработать свою собственную технологию изготовления цветного стекла и в течение трех лет все свое свободное время отдавал напряженнейшей работе по отысканию наиболее эффективного и практичного способа окраски стекол. Более 4000 опытов поставил он, прежде чем добился наконец успеха. Ему, например, удалось найти свой метод получения рубинового стекла, окрашенного соединениями золота (до Ломоносова золотые рубины умели делать древние ассирийцы, еще при царе Ашшурбанипале, да один немецкий химик XVII века, скончавшийся в 1703 году, однако и после них не осталось никаких рецептов; на Западе только в 40-е годы XIX века вновь начали производить золотые рубины).
Но одною лишь химией дело не ограничилось.
Ломоносов создает художественную мастерскую по изготовлению мозаичных картин. Он ведет длительные хлопоты по устройству отечественной фабрики цветного стекла, о которых уже говорилось. Но и это еще не все. Параллельно со стекольным производством и созданием мозаик Ломоносов занимается разработкой некоторых важнейших проблем оптики: как в сугубо научном (теория света и цвета), так и в прикладном плане (изготовление оптических инструментов).
Ломоносов построил более десятка принципиально новых оптических приборов, среди которых наиболее оригинальной была его знаменитая «ночезрительная труба», законченная в 1756 году, но отвергнутая Академией (что, впрочем, не помешало академикам по достоинству оценить аналогичную ломоносовской трубу, полученную из Англии в 1759 году), а также его телескоп с новым отражателем, показанный им академикам в мае 1762 года. Идею своего телескопа, полемическую по отношению к принципу, лежавшему в основе самого эффективного на ту пору телескопа Грегори — Ньютона, Ломоносов сформулировал в «Химических и оптических записках» (1762–1763): «Новоизобретенная мною катадиоптрическая зрительная труба тем должна быть превосходнее невтонианской и грегорианской, что 1) работы меньше, для того что малого зеркала ненадобно; а потом 2) и дешевле, 3) не загораживает большого зеркала и свету не умаляет, 4) не так легко может испортиться, как вышенаписанные, а особливо в дороге, 5) не тупеют и не нуждаются в малом зеркале (коего нет и ненадобно) лучи солнечные, и тем ясность и чистота умножаются, 6) новая белая композиция в зеркале к приумножению света способна». Лишь более четверти века спустя идея Ломоносова будет использована (независимо от него) выдающимся английским астрономом Гершелем в его телескопе-рефлекторе. В сущности, она учитывается при создании астрономических труб этого типа в по сей день. Академик С. И. Вавилов, многие годы отдавший изучению оптических трудов Ломоносова, дал им следующую итоговую оценку: «...по объему и оригинальности своей оптико-строительной деятельности Ломоносов был... одним из самых передовых оптиков своего времени и безусловно первым русским творческим опто-механиком».
