Реклама
Книги по философии
Герберт Спенсер
Опыты научные, политические и философские. Том 2
(страница 36)
Не можем ли мы предсказать, что при воздействии массы сложных молекул одного рода на массу сложных молекул другого рода (например, при трении) взаимные влияния молекул, производимые как колебаниями целых молекул, так и колебаниями их составных частиц, будут меньше от первой и больше от второй причины, по мере того как молекулы становятся сложнее? Далее является новое заключение. В то время как значительная часть взаимного влияния сложных молекул будет направлена на ускорение движения внутри каждой из них, то из этого внутреннего движения, нужно думать, лишь сравнительно малая часть передается другим молекулам. Избыток колебаний отдельных частиц большой группы не так легко переходит на соответственные частицы прилежащих больших групп, так как они отстоят сравнительно далеко друг от друга. Всякое движение передается и должно передаваться волнами промежуточной эфирной среды, сила же их должна быстро убывать с увеличением расстояния. Очевидно, по той причине, что с увеличением сложности молекул трудность передачи частичных движений сильно увеличивается.
Не явствует ли в то же время, что такое увеличение колебаний в отдельных частицах группы, не легко передаваемое соответственным частицам прилежащих групп, будет легко накопляться? Чем сложнее становятся молекулы, чем доступнее их отдельные составные элементы сильному влиянию отдельных составных элементов из ближайших сложных молекул, тем возможнее прогрессивное возрастание их взаимных пертурбаций.
Теперь посмотрим, насколько эти выводы приложимы к статическому электричеству, совершенно не сходному с той формой электричества, о которой мы говорили выше. Вещества, особенно заметно вызывающие явление статического электричества, отличаются то химической сложностью молекул, то сложностью, обусловленной аллотропическим или изомерным строением молекул, то тем и другим вместе. Простые вещества, в которых электричество возбуждается трением, как углерод или сера, имеют несколько аллотропических состояний и могут образовать разнообразные сложные молекулы. Конхоидальный (улиткообразный) излом в алмазе или в литой сере свидетельствует о какой-то комоидальной форме сцепления, при которой, по мнению Грэма, молекулы соединены в сравнительно большие группы { Хотя улиткообразная трещина еще не есть доказательство коллоидального состояния, но она всегда обнаруживается на коллоидальных веществах, достаточно твердых для излома. Относительно серы в палочках можно сказать, что через несколько дней после ее приготовления она переходит из первоначального состояния в ряд мелких кристаллов другого рода, неправильно расположенных, но есть основание предполагать в них ядро аморфной серы. От Франкленда я узнал, что после возгонки сера дает частью мелкие кристаллы, частью аморфный нерастворимый порошок.}.
В таких сложных неорганических веществах, как стекло, помимо химического состава, мы имеем тот же конхоидальный (улиткообразный) излом, который вместе с другими условиями показывает, что стекло есть коллоид коллоидальная форма молекулы может также считаться характерной для смолы, янтаря и т. д. Мы имеем ясное доказательство того, что сухие животные вещества, как-то шелк или волосы, состоят из чрезвычайно больших молекул и в этих молекулах, химически очень сложных, составные частицы соединены в большие группы. Достаточно припомнить, что неэлектризующиеся и проводящие вещества, как-то: металлы, кислоты, вода и т. д. - имеют сравнительно простые молекулы, и тогда станет ясным, что способность к развитию статического электричества до некоторой степени зависит от присутствия в высокой степени сложных молекул. Еще более, чем контраст между этими группами, нас убеждает тот факт, что одно и то же вещество может быть проводником или непроводником, смотря по форме молекулярного сцепления. Так, кристаллический селен есть проводник, а в аллотропическом состоянии, которое называется аморфным или некристаллическим, он непроводник. Как это объясняет Грэм, селен есть проводник, когда его молекулы соединены просто; но если они составляют большие группы, то он непроводник, откуда следует, что он способен к электризованию. Итак, сделанное a priori допущение, что особая форма молекулярной пертурбации произойдет от взаимодействия двух неодинаковых веществ, из которых одно или же и оба состоят из очень сложных молекул, оправдывается и a posteriori. Теперь, вместо рассмотрения общего вопроса, что произойдет, мы спросим себя, что можно предположить в отдельных случаях. Кусок стекла натирают шелком. Большие коллоидальные молекулы, образующие поверхность того и другого тела, производят взаимные пертурбации. Этот вывод, мне кажется, не должен вызывать возражений, так как он согласуется с ныне принятыми воззрениями на соотношение между теплотой и движением. Помимо взаимного влияния целых молекул существует еще взаимное влияние некоторых из их составных частиц. Те из них, в которых время колебаний различается, но не очень сильно, производят равные и противоположные взаимные пертурбации. Если бы эти пертурбации быстро распространялись от поверхности соприкосновения по каждой массе, то эффект их быстро рассеивался бы, как на металлах; но по вышеуказанной причине эти пертурбации не могут легко передаваться между соответственными частицами сложных молекул. Механическая сила трения, превращенная в молекулярное движение этих поверхностных частиц, существует в них в виде взаимных пертурбаций с большим напряжением, а так как эти движения не способны к распространению, то они сосредоточиваются исключительно на поверхностях или, точнее, на тех частях поверхностей, которые оказывали взаимодействие. Другими словами, две поверхности испытывают две равные и противоположные молекулярные пертурбации, которые взаимно уничтожаются при соприкосновении поверхностей и не могут уничтожаться, если поверхности разъединены; в последнем случае они могут взаимно уничтожаться, только если между поверхностями помещен проводник.
Я в немногих словах укажу на очевидное совпадение выводов этой гипотезы с наблюдаемыми явлениями.
Прежде всего мы имеем здесь объяснение факта, казавшегося странным, что эта форма электрического возбуждения поверхностна. Без подобного представления трудно уяснить себе, что может существовать деятельность, которая ограничивается поверхностью вещества.
Мы имеем также объяснение истины, высказанной Фарадеем, что заряд одного рода электричества не бывает без соответственного заряда противоположного электричества. Из приведенной гипотезы естественно вытекает вывод, что всякая молекулярная пертурбация описанного порядка вызывает в то же время совершенно равную ей контрпертурбацию.
Не можем ли мы сказать, что явление индукции также получает объяснение на том же основании? В рассмотренных выше случаях обе поверхности, наэлектризованные взаимными пертурбациями молекул, предполагались в соприкосновении. Так как видимое соприкосновение не есть еще действительное, то мы должны даже в этом случае допустить, что взаимная пертурбация передается через промежуточный слой эфира. Чтобы объяснить индукцию, мы должны прежде всего предположить, что толщина этого эфирного слоя сильно увеличена. Затем мы должны спросить себя, что случится, если молекулы одной поверхности, будучи в состоянии чрезвычайной внутренней пертурбации, станут действовать на молекулы ближайшей поверхности. Будет ли слой эфира очень тонким и недоступным для наших чувств или же довольно толстым и видимым, но если взаимные пертурбации передаются через него в одном случае, то они должны передаваться и в другом. Поэтому поверхность, на которой происходят молекулярные пертурбации одного порядка, будет вызывать пертурбации противоположного порядка в молекулах смежной поверхности.
В дополнение и оправдание этой гипотезы я укажу только, что вольтоэлектричество, по-видимому, допускает такое же объяснение. Всякая перестановка молекул, которая происходит при химическом разложении и соединении, связана с взаимной пертурбацией в движениях молекул. Их пертурбации должны подчиняться вышеуказанному общему закону: молекулы должны нарушать взаимное движение в равной и противоположной степени и производить положительные и отрицательные нарушения, которые при соединении взаимно уничтожаются.
Разумеется, я высказываю эти воззрения, как они сложились у неспециалиста; не подлежит сомнению, что проведение их представляет некоторые трудности, так, например, они не объясняют электрического притяжения и отталкивания Лица, ближе знакомые с делом, вероятно, найдут возражения, которые мне не пришли в голову. Эту гипотезу нужно рассматривать как умозрительное построение, предлагаемое здесь в том соображении, что оно, быть может, достойно внимания.
После того как предыдущее примечание было сдано в печать, я получил от нескольких известных физиков и электротехников устные и письменные замечания на него и воспользовался ими, чтобы переделать изложение в некоторых частях. Но основной гипотезы я не изменил, так как возражения не доказали ее несостоятельности.
Во избежание превратных толкований необходимо сделать добавление в одном пункте. Рассмотрение взаимных молекулярных пертурбаций, противоположных по существу, так как они вызываются волнами, исходящими от места дистурбации и взаимно уничтожающимися при соприкосновении, вызвало такое возражение, волны, идущие с противоположных сторон и встречающиеся, не уничтожаются взаимно, а, переходя одна другую, продолжают свой путь. Однако есть два соображения, в силу которых нельзя проводить параллели между упомянутыми волнами и теми, которые описаны мною. Упомянутая волна, как, например, та, которая образуется на поверхности жидкости, состоит из двух противоположных отклонений от среднего положения. В каждой волне есть прибыль и убыль. Ряд их представляет ряд положительных и отрицательных расхождений; два таких ряда, встречаясь, не могут уничтожаться. Однако нет никакой аналогии между этим случаем и тем, когда весь эффект в одном направлении есть прибавление, плюс движения, а в противоположном - отрицательное, минус движения, т. е. положительные и отрицательные ^изменения наблюдаются в различных движениях. Такие волны, если равны по количеству, будут взаимно уничтожаться при встрече. Если одна представляет непрерывное наращение движения в известном направлении, а другая - соответствующее уменьшение движения в том же направлении, то при сложении они дадут нуль. С другой точки зрения также видно отсутствие параллели между этими двумя случаями Волны упомянутого порядка, не уничтожающиеся взаимно, бывают вызваны какой-нибудь силой, чуждой их среде, - внешней силой. Поэтому, считая от места их возникновения в любом направлении, их нужно рассматривать как положительные. На этом же основании, если мы обведем их кругом и они встретятся, произойдет усиленная пертурбация. Но в простейшем из рассмотренных случаев (электричество через соприкосновение) пертурбация - не внешнего, а внутреннего происхождения. Здесь нет внешней деятельности, за счет которой количество движения в дистурбированном веществе положительно возрастало бы. Внутренняя деятельность может произвести не больше движения, чем уже существует, поэтому всякий прирост движения в молекулах должен совершаться за счет такой же убыли в другом месте. Пертурбация здесь не может быть плюсом движения во всех направлениях от исходного места, но всякий непрестанно производимый плюс движения может быть только результатом равного и противоположного, непрестанно производимого минуса движения, и взаимное уничтожение является следствием взаимного происхождения.
