Проведя анализ свойств тел и явлений, Ломоносов определяет понятие «материя». Он писал: «материя есть протяженное несопроницаемое, делимое на нечувствительные части… Материя есть то, из чего состоит тело и от чего зависит его сущность10».

Ломоносов понимал, что раскрыть научную картину мира можно, только начав с изучения материи, из которой состоит мир. Он неустанно подчеркивал неразрывную связь материи и движения, стремился объяснить различные процессы и явления природы как результат особого рода движения частиц, составляющих материю11.

Дальнейшим развитием учения о материи Ломоносова стала атомистика. Вкладом Ломоносова в атомистическую теорию строения вещества, созданную его предшественниками, было признание объективного существования в природе двух реальных и качественно различных форм частиц материи: первоначальные частицы – атомы (в терминологии Ломоносова – элементы) и собрания атомов – молекулы (в его терминологии – корпускулы).

Для Ломоносова химия и физика составляли неразрывное целое. Он шел к химическим исследованиям от физики, правильно полагая, что легче распознать скрытую природу тел, если соединить физические данные с химическими. В своих сочинениях он писал: «Химик без знания физики подобен человеку, который всего должен искать ощупом. И сии две науки так соединены между собою, что одна без другой в совершенстве быть не могут12». Ломоносов был убежден, что изучение физических свойств раскроет природу вещества, а изучение его состава и происходящих внутренних процессов определит его физические свойства.

«Вольность и союз необходимо требуют взаимного сообщения и беззавистного позволения в том, что кто знает упражняться. Слеп физик без математики, сухорук без химии13».

С именем Ломоносова связано развитие ряда новых направлений физики в России в первой половине XVIII века. Основываясь на атомно-молекулярной теории строения вещества, Ломоносов объяснил многие физические явления, которые до него трактовались не верно.

Широта физических исследований Ломоносова впечатляет: изучение молекулярно-кинетической теории теплоты и газов, исследования электричества, разработки в теории света и цветообразования, изучение массы и веса тела, опыты с замораживанием ртути и многое другое. Он писал: «Я хочу строить объяснение природы на известном, мною самим положенном основании, чтобы знать, насколько я могу ему доверять14».

Развитие физики в первой половине XVIII века проходило в соперничестве двух направлений: Рене Декарта и Исаака Ньютона. Р. Декарт и его последователи, наибольшее внимание в своих исследованиях уделяли механическим представлениям о природе, наделяя материю такими простыми свойствами как протяженность, непроницаемость и инерция.

Ньютон и его ученики строили свои теории на основе практики и спланированных экспериментов. Главным в теории Ньютона стало понятие силы, вызывающей перемещение тел в пространстве. Закон всемирного тяготения, открытый этим выдающимся ученым оказал существенное влияние на физику как науку того времени.

Ломоносов оба учения подвергал сомнению: «В наше время причина теплоты приписывается особой материи, которую большинство называют теплотворной, другие – эфиром, а некоторые – элементарным огнем… Это мнение в умах многих пустило такие глубокие корни и настолько укрепилось, что повсюду приходится читать в физических сочинениях о внедрении в поры тел названной выше теплотворной материи, как бы привлекаемой каким-то приворотным «зельем»; или, наоборот, – о бурном выходе из пор, как бы объятой ужасом. Поэтому мы считаем нашей обязанностью подвергнуть эту гипотезу проверке