Сущность вещества

Начнём обзор сущности материй с данных, принятых В. Тата- риновым. Он говорит:

«В настоящее время механикой признаются следующие фак- торы: материя, движение и сила.

Из них, как говорят, материя не подвергается никаким измене- ниям, а сила может перейти в движение и обратно: движение мо- жет перейти в силу. Так, по крайней мере, говорят. Но вместе с тем говорят также: материя и движение суть вечны.

Силы разделяются на два класса: 1) силы, действующие, по- видимому, на расстоянии (всемирное тяготение, магнетизм, элек- тричество) и 2) силы, действующие при соприкосновении материи (живая сила удара, частичное сцепление, химическое сродство). Кроме того, существует понятие, касающееся свойства материи: это инерция материи, на основании которой объясняют явление центробежной силы. Мы хотим сказать, что понятие о центробеж- ной силе не есть понятие о какой-либо новой силе, а есть просто

187

представление о свойстве материи сохранять полученное движе- ние.

Все известные силы, действующие на конечном расстоянии, подчиняются одному закону: их напряжение обратно пропорцио- нально квадрату расстояния.

Относительно одной из них – электричества – мы видели, что действие её распространяется собственно от частицы к частице, а не есть действие на расстоянии.

Понятие о магнетизме неразрывно связано с понятием об элек- тричестве, а потому и его действие должно передаваться соб- ственно от частицы к частице.

Остаётся одно всемирное тяготение. Но ввиду того, что его действие подчиняется тому же закону убыли с увеличением рас- стояния, – является необходимое обобщение, что и оно передаётся от частицы к частице.

Таким образом, оба вида сил сводятся к одному, т.е. все силы действуют при соприкосновении материи. Поэтому за тип силы можем принять силу удара, другими словами, само движение. Та- кой взгляд тем удобен, что уменьшает число факторов и, следова- тельно, упрощает все задачи. Удар, как известно, обладает оттал- кивательными свойствами, и потому может родиться вопрос: как же объяснить факт притяжения? – Постараемся ответить на него следующим образом.

Для удара необходимо движение. При поступательном движе- нии тело отталкивает передние тела, а сзади себя оставляет пу- стоту, в которую попадут соседние тела, отталкиваясь в свою оче- редь друг от друга. Наблюдателю же будет казаться, что движуще- еся тело притягивает задние тела. Это – во-первых.

Во-вторых, есть ещё вид движения без перемены общего заня- того телом пространства, это – вращение около неподвижной оси. Этот вид движения обладает свойством отталкивать в одном направлении сильнее, а в другом слабее. А именно: все ударяющи- еся о вращающееся тело частицы после отражения приближаются к экватору. Следовательно, вращающееся тело как бы уничтожает те частицы, которые подходят к его полюсу и выпускает новые в

188

направлении ближе к экватору. Поэтому к полюсу будут подхо- дить всё новые и новые частицы для замещения прежних, а наблю- дателю будет казаться, что полюс вращающегося тела притягивает их.

Все эти явления могут существовать только в среде, частицы которой находятся в движении. Но частицы всякой известной нам среды действительно находятся в движении, и потому во всякой среде эти явления будут замечаться.

Материю, подобно силам, разделяют на два вида: весомую и невесомую. К первому относят то, что называют телами, ко вто- рому – эфир. Прежде предполагали, что и эфир есть весомая мате- рия. Такое предположение выводили из того умозаключения, что если бы эфир был невесом, то и все тела, составленные по новей- шим гипотезам из атомов эфира же, были бы тоже невесомы. Но теперь пришли к заключению о неправильности этого умозаклю- чения, показав возможность получения весомых частиц из частиц невесомых, и составить гипотезу о различии между весовыми и не- весовыми атомами.

К главным или первичным свойствам материи относят: непро- ницаемость, делимость и инерцию. Понятие о непроницаемости и инерции настолько сродны нашему уму, что относительно их не было высказываемо сомнений. Что же касается делимости, то хотя и она присуща нашему уму, но относительно неё учёные расхо- дятся. Одни говорят, что делимость материи может продолжаться бесконечно до одной математической точки. Другие говорят, что её можно производить сначала до одной частицы, не изменяя вида тела; затем, с бóльшим уже трудом при одновременном изменении вида тела, можно частицу разделить на атомы, которые дальше уже не делятся. Можно бы было обе гипотезы согласить, допустив, что атом составляет математическую точку. Но такая гипотеза была бы чересчур абстрактна и малопонятна. Поэтому мы примем следующее математическое определение: атом есть бесконечно малая величина очень большого порядка.

К свойствам материи весомой относят удельный специфиче- ский атомный вес.

Это учение выражает два понятия: во-первых, оно предпола- гает, что атомы различных тел обладают разной способностью

189

притяжения; во-вторых, что масса их, количество заключающейся в них материи может быть разное. Но так как последнее допуще- ние не согласуется: с одной стороны, со свойством делимости ма- терии, и с другой – со свойством непроницаемости её, – то пра- вильнее будет удельный атомный вес объяснять согласно другой существующей гипотезе тем, что деление материи, в случае полу- чения различного атомного веса, произведено до разных пределов. Мы будем придерживаться этой гипотезы, развив её следующим образом.

Атомы мировой материи, из которых состоят все тела, весо- мые и невесомые, – одинаковы между собой. Это суть первичные атомы. Атомы же весомой материи или тел – состоят каждый из нескольких первичных атомов. Масса этих сложных атомов зави- сит от числа входящих в их состав первичных атомов. Вся эта среда находится в постоянном движении, различие между атомами весомыми и невесомыми заключается лишь в виде движения и раз- ных скоростях. Атомы различных тел могут обладать разной ско- ростью вращательного движения, чем обусловится разная степень притяжения их.

Рассуждая о весомой материи, различают тела более или ме- нее плотные. Понятие о плотности неясно именно ввиду существо- вания гипотезы различного атомного веса. Дело вот в чём. Если мы берём одно и то же тело под разными давлениями, в различных состояниях, то все учёные сходятся в определении плотности и го- ворят, что при более плотном состоянии одного и того же тела рас- стояния между его частицами меньше, чем при менее плотном его состоянии. Но когда сравнивают тела разнородные, то одни учё- ные продолжают говорить то же, только относя свои рассуждения не к частицам, а к атомам материи; другие же утверждают, что из- меняются не расстояния, а массы атомов.

Мы отклонили гипотезу о разном атомном весе, как несоглас- ную со свойствами делимости и непроницаемости материи. Рав- ным образом в понятии о плотности мы будем придерживаться учения об изменении её только с расстоянием между атомами. Но ввиду того, что частицы тел находятся постоянно в движении, мы дадим другое более научное определение плотности, а именно ска- жем так: мерой плотности среды в данной точке может служит

190

отношение времени, в продолжение которого точка бывает за- нята материей, ко всему времени наблюдения.

Кроме плотности в телах различают упругость их или давле- ние, производимое ими на прикасающиеся к ним другие тела.

По отношению к газам все согласны, что упругость их опреде- ляется их плотностью и количеством движения, сообщённого их частицам. Другими словами, все признают, что давление, произво- димое газом, пропорционально нормальной слагающей количе- ства движения его частиц, ударяющихся о тела, составляющие оболочку. Каждая точка этой оболочки получит число ударов, про- порциональное плотности, и сила каждого удара будет пропорци- ональна скорости каждого атома газа.

Те же рассуждения распространяются и на случай сжатого твёрдого тела, представляющего пружину.

Так как всякое изменение формы твёрдого тела сопровожда- ется местными, но подчинёнными известному порядку расшире- ниями и сжатиями его, т.е. увеличением и уменьшением его плот- ности, то, следовательно, напряжённое состояние пружины есть не более как изменение количества движения в различных его местах.

Представим себе две упругие перегородки и бросим между ними шар с известной скоростью так, чтобы он последовательно отражался то от одной, то от другой из них. Положим, что он при этом совершает в секунду по 20 ударов о каждую. Уменьшим те- перь расстояние между перегородками вдвое. Тогда число ударов о каждую из них увеличится до 40, т.е. количество движения, со- вершавшееся прежде на известном пространстве, теперь произво- дится на пространстве вдвое меньшем, и перегородки получают вдвое большее давление. Таково значение изменения формы пру- жины, и вообще вида всякого тела.

Задача состоит в том, чтобы узнать, к каким колебаниям спо- собна данная среда, и определить места, в которых будут отбро- шены те или другие атомы, чем-либо отличающиеся от атомов среды. Отсюда мы видим, кроме того, что для весомости материи нужно только одно качество её: её атомы должны чем-либо отли- чаться от атомов среды. Это-то обстоятельство и заставило отка- заться от предположения, будто эфир должен быть весомым. До- статочно, чтобы атомы материи состояли из нескольких атомов

191

эфира, и чтобы каждый из них был бы вследствие этого больше атома эфира.

Представим себе следующий случай, следующее стечение об- стоятельств.

1) Два атома движутся навстречу друг другу, но не по одной линии, а по двум параллельным линиям, с равной скоростью. Массы атомов, конечно, равны между собою.

2) Грани, которыми они соприкоснутся при ударе, перпенди- кулярны к направлению скоростей (это нужно, дабы после удара атомы не сохранили тангенциальных скоростей и не могли бы разойтись).

3) Точка приложения давления удара расположена так, что ли- ния давления касается эллипсоидов инерции обоих атомов.

4) Главные оси инерции одного атома соответственно парал- лельны осям другого, и в каждом из них одна ось перпендикулярна к направлению скоростей.

Вследствие двух последних условий эти оси инерции могли бы обратиться после удара в свободные оси вращения для каж- дого. Но, так как они вращаться отдельно друг от друга не могут, то и будут вращаться вместе около оси, проходящей через центр удара, причём ось эта, в силу 3-го условия, сделается одной из главных осей для всей системы, и будет, следовательно, свободной осью вращенья.

Это, понятно, не есть единственный случай. Можно вообра- зить и другие; но для нас пока достаточно показать возможность такого факта, как соединение двух первичных атомов в одно це- лое.

Раз атомы соединились, нужно ещё большее стечение обстоя- тельств, чтобы разъединить их. Мало того: это разъединение пер- вого и второго атома может произойти в большинстве случаев только при одновременном соединении одного из них с третьим, и, притом, соединении более тесном.

Чтобы убедиться в том, как велико должно быть стечение об- стоятельств для обратного разъединения атомов, обратим внима- ние на то, что угловая скорость вращения атомов – бесконечно ве-

лика. В самом деле, она определится из условия равенства количе- ства движения до и после удара, т.е. из уравнения.

или

2 M. r. w = 2 M. v

r. w = v.

где скорость поступательного движения до удара v = есть вели- чина конечная (пропорциональная скорости света), а радиус вра- щения r, пропорциональный размерам атома – есть величина бес- конечно малая высокого порядка. А потому, предположив даже, что r есть, величина бесконечно малая первого порядка, найдём, что угловая скорость w есть величина бесконечно большая.

Равным образом мы можем представить себе случаи, в кото- рых не два, а несколько атомов образовали одно целое. Тогда найдём точно также, что разложение, разъединение их может про- изойти или при одновременной замене одного соединения другим, более прочным, или без таковой замены, в виде распадения, но как исключительный случай.

Всякое подобное соединение первичных атомов мы можем считать атомом материи весомой и невесомой – безразлично.

Что же такое частица материи? Но для нас это уже деталь со- вершенно излишняя. Все учёные, дававшие свои объяснения отно- сительно строения материи, говорили, что каждая частица материи есть конгломерат или один или другой вид движения многих со- единённых между собой весомых атомов. В. Татаринов того же мнения, он только несколько специализирует своё объяснение и говорит: «Подразделяться на частицы может только материя, не составляющая среды, отличная от неё. Частица может состоять из нескольких одинаковых или различных атомов, расположенных в соответствующих узлах вибрирующей среды и заполняющих це- лую серию этих узлов. Другую серию узлов будет заполнять дру- гая частица».

193

Поиск по сайту: