ПРИЛИВНОЕ ТРЕНИЕ

Thomson and Tait, Natur. Philos., I, стр. 191 (§ 276)

«Итак благодаря трению, мешающему приливным движениям, существуют косвенные сопротивления на всех телах, у которых, подобно земле, часть их свободной поверхности покрыта жидкостью, которая должна, пока эти тела движутся относительно соседних тел,

черпать энергию из этих относительных движений. Таким обра-зом, если мы станем прежде всего рассматривать действие одной лишь луны на землю, вместе с ее океанами, озерами и реками то мы заме-тим, что оно должно стремиться урав-нять период вращения земли вокруг своей оси и период обращения обоих тел вокруг их центра тяжести, ибо до тех пор, пока эти периоды разнятся друг от друга, приливное действие земной поверхности должно заимствовать энер-гию из их движения. Чтобы разобрать этот вопрос подробнее и избегнуть в то же время ненужных усложнений, пред-положим, что луна представляет одно-родный шар. Взаимодействие притяже-ния между массой земли и массой луны можно выразить силой, действующей по прямой, проходящей через центр последней, и сила эта должна пре-пятствовать вращению земли до тех пор, пока оно совершается в период времени более короткий, чем движение, луны вокруг земли. Поэтому она должна иметь направление, подобно линии MQ на при-лагаемой фигуре, которая представляет — разумеется с огромным преувеличением—ее отклонение OQ от центра земли. Но силу, действующую на луну по прямой MQ, можно разложить на силу, действующую по прямой МО в направлении к центру земли, приб-лизительно равную всей силе, и на сравнительно небольшую силу но прямой МТ, перпендикулярной к МО. Эта последняя сила направ-лена с очень большим приближением по касательной к орбите луны и в направлении, совпадающем с ее движением. Если подобная сила начнет вдруг действовать, то она сначала увеличит скорость луны, но по истечении некоторого времени луна, в силу этого ускорения, настолько удалится от земли, что, двигаясь против притяжения земли, она должна будет потерять столько же в скорости, сколько выиграла от ускоряющей тангенциальной силы. Действие непрерывной танген-циальной силы в направлении движения луны, — хотя и незначи-тельное, так что в любой момент она производит лишь небольшое отклонение от круговой орбиты, — сводится к тому, что постепенно

155

увеличивает расстояние от центрального тела и развивает благо-
даря потере кинетической энергии движения столько же работы, сколько производится ею против притяжения центральной массы. То, что происходит при этом, легко понять, если представить себе, что это движение вокруг центрального тела совершается по медленно развертывающейся спирали, направленной наружу. Если допустить, что сила действует обратно пропорционально квадрату расстояния, то тангенциальное слагающее притяжение, действующее против движения, будет вдвое больше возмущающей тангенциальной силы, действующей в направлении движения, и поэтому эта последняя сила производит лишь половину работы, происходящей против тангенциального слагающего притяжения, а другая половина дается кинетической энергией, заимствованной у движения. Совокупное действие рассматриваемых теперь возмущающих движение луны сил легче всего найти, пользуясь принципом моментов количеств движения. Таким образом мы находим, что в моменте количеств движения выигрывается движениями; центров тяжести луны и земли по отношению к их общему центру тяжести столько, сколько теря-ется вращением земли вокруг своей оси. Сумма моментов количеств движения центров тяжести луны и земли в настоящее время в 4,45 ра-за больше теперешнего момента количеств движения вращения земли.
«Средняя плоскость первого момента совпадает с плоскостью эклиптики, и поэтому оси обоих моментов наклонены друг к другу под средним углом в 23° 27,5', углом, который мы, пренебрегая влия-нием солнца на плоскость лунного движения, можем принять за теперешний наклон обеих осей. Равнодействующий или совокупный момент количеств движения поэтому в 5,38 раз больше современного момента количества вращения земли, и его ось наклонена под углом в 19° 13' к оси земли. Следовательно конечной тенденцией приливов является то, чтобы свести землю и луну к простому равномерному вращению с таким равнодействующим моментом вокруг этой равно-действующей оси, как если бы они были двумя частями одного и того же твердого тела; при этом расстояние луны увеличится (прибли-зительно) в отношении 1: 1,46, являющемся отношением квадрата современного момента количеств движения центров тяжести к квад-рату совокупного момента, а период обращения увеличится в отно-шении 1: 1,77, являющемся отношением кубов этих самых коли-честв. Таким образом расстояние луны увеличится до 347 100 миль, а период обращения удлинится до 48,36 дня. Если бы во вселенной не было иных тел, кроме земли и луны, то тела эти могли бы дви-гаться таким образом вечно по круговым орбитам вокруг своего общего центра тяжести, причем земля вращалась бы вокруг своей оси в тот же самый период, обращая к луне всегда одну и ту же сто-рону, так что вся жидкость на ее поверхности находилась бы в от-носительном покое по отношению к твердой части шара. Но благо-даря существованию солнца подобное положение не сможет быть постоянным. В период времени вращения земли вокруг солнца долж-ны быть солнечные приливы — дважды прилив и дважды отлив (дважды в солнечный день или, что сводится к тому же самому, дважды в месяц). Это не может происходить без потери энергии от трения жидкости. Нелегко нарисовать всю картину возмуще-

156

ния, производимого этой причиной в движениях земли и луны,но конечным их результатом должно быть то, что земля, луна и солнце начнут вращаться вокруг своего общего центра тяжести, подобно частям одного твердого тела».
В 1754 г. Кант вперные высказал тот взгляд, что вращение земли замедляется приливным трением и что действие это закончится лишь тогда, «когда ее (земли) поверхность окажется в относительном покое по отношению к луне, т. е. когда она начнет вращаться вокруг своей оси в то же самое время, в какое луна обходит землю, т. е. когда земля будет всегда обращена к луне одной и той же стороной. При этом он был убежден, что замедление происходит только от при-ливного трения, т. е. от наличия жидких масс на земле. «Если бы земля была совершенно твердой массой, без наличия на ней каких бы то ни было жидкостей, то ни притяжение солнца, ни притяжение луны не могли бы сколько-нибудь изменить ее свободного вращения вокруг оси, ибо это притяжение действует с одинаковой силой как на восточные, так и на западные части земного шара и поэтому не вызывает никакого стремления ни в ту, ни в другую сторону, и сле-довательно оно нисколько не мешает земле продолжать свое враще-ние с такой же свободой, как если бы она не испытывала никаких внешних влияний»[161]. Кант должен был удовольствоваться этим результатом. Тогда еще не было налицо всех научных предпосылок, необходимых для более углубленного изучения влияния луны на вращение земли. Ведь потребовалось почти сто лет, прежде чем кантовская теория стала общепризнанной, и прошло еще больше вре-мени, пока открыли, что приливы и отливы — это только видимая сторона действия притяжения солнца и луны, влияющего на вра-щение земли.
Эта общая концепция и развита Томсоном и Тэтом. Притяжение луны и солнца действует не только на жидкости земного шара или его поверхности, а вообще на всю массу земли, препятствуя ее вра-щению. До тех пор пока период вращения земли не совпадет с перио-дом обращения луны вокруг земли, до тех пор притяжение луны — если ограничиваться пока им одним — будет стремиться все более и более уравнять оба эти периода. Если бы период вращения (отно-сительного) центрального тела был продолжительнее, чем время обращения спутника, то первый стал бы постепенно укорачиваться; если бы он был короче, как это наблюдается в случае земли, то он стал бы удлиняться. Но в первом случае кинетическая энергия не создается из ничего, а во втором она не уничтожается. В первом случае спутник приблизился бы к центральному телу, причем период его обращения сократился бы, а во втором он бы удалился от него с соответствующим удлинением периода обращения. В первом слу-чае спутник, благодаря приближению к центральному телу, теряет столько потенциальной энергии, сколько выигрывает в кинетической энергии центральное тело благодаря ускоренному вращению; во втором же случае спутник выигрывает, благодаря увеличению своего расстояния, ровно столько в потенциальной энергии, сколько теряет в кинетической энергии вращения центральное тело. Общая же сумма имеющейся в системе земля—луна динамической энергии, т. е. потенциальной и кинетической, остается неизменной: эта система консервативна.

157

Мы видим, что теория эта совершенно не зависит от соображений о физико-химическом составе рассматриваемых тел. Она выводятся из общих законов движения свободных небесных тел, связь которых устанавливается законом притяжения, действующим пропорцио-нально массам и обратно пропорционально квадратам расстояний. Она очевидно является обобщением кантовской теории приливного трения и даже излагается здесь Томсоном и Тэтом как математическое обоснование этого учения. Но удивительным образом авторы не догадываются вовсе, что в действительности эта теория исключает специальный случай приливного трения.
Трение служит препятствием для молярного движения, и в тече-ние столетий оно рассматривалось как явление, уничтожающее молярное движение, т. е. уничтожающее кинетическую энергию. Теперь мы знаем, что трение и удар являются двумя формами пре-вращения кинетической энергии в молекулярную энергию, в теплоту. В каждом случае трения кинетическая энергия как таковая исче-зает, возрождаясь снова не в виде потенциальной энергии, в смысле динамики, а как молекулярное движение в специфической форме теплоты. Следовательно потерянная в силу трения кинетическая энергия должна считаться действительно потерянной для ди-намических отношений рассматриваемой системы. Динамически действенной она могла бы стать вновь лишь в том случае, если бы превратилась обратно из формы теплоты в кинетическую энергию.
Как же обстоит дело в случае приливного трения? Ясно, что и здесь вся кинетическая энергия, сообщенная притяжением луны вод-ным массам на земной поверхности, превращается в теплоту, как благодаря трению водяных частиц друг о друга в силу вязкости воды, так и благодаря трению воды о твердую оболочку земной по-верхности и благодаря размельчанию увлекаемых приливным дви-жением камней. Из этой теплоты лишь ничтожная часть превращается обратно в кинетическую энергию, уходящую на испарение воды океа-нов. Но и это ничтожное количество кинетической энергии, получен-ной известной частью земной поверхности от системы земля—луна, подчиняется на поверхности земли господствующим здесь законам, благодаря которым всей действующей на ней энергии уготована одна и та же участь — конечное превращение в теплоту и излуче-ние в мировое пространство.
Итак, поскольку приливное трение бесспорно задерживает вра-щение земли, постольку употребленная на это кинетическая энер-гия является абсолютно потерянной для динамической системы земля—луна. Следовательно она не может снова появиться внутри этой системы в виде динамической потенциальной энергии. Иными словами, из кинетической энергии, почерпнутой из притяжения луны и потраченной на задерживание вращения земли, может воз-никнуть снова в качестве динамической потенциальной энергии, т. е. может быть компенсирована путем соответственного увеличе-ния расстояния луны лишь та часть, которая действует на твердую массу земного шара. Та же часть, которая действует на жидкие мас-сы земли, может дать этот эффект лишь постольку, поскольку она не приводит эти массы в движение, направленное в сторону, про-тивоположную вращению земли, ибо это движение превращается

158

целиком в теплоту и в конце концов благодаря излучению оказы- вается совершенно потерянным для системы.
То, что сказано о приливном трении на поверхности земли,
относится также к гипотетически принимаемому иногда приливному трению гипотетического жидкого ядра.
Любопытно во всей этой истории то, что Томсон и Тэт вовсе не за-мечают, как они выставляют для обоснования теории приливного трения теорию, исходящую из молчаливой предпосылки, что земля является совершенно твердым телом, т. е. исключающую всякую возможность приливов, а значит и приливного трения.

ТЕПЛОТА

Как мы видели, существуют две формы, в которых исчезает меха­ническое движение, живая сила. Первая это — ее превращение в ме­ханическую, потенциальную энергию путём например поднимания какого-нибудь груза. Эта форма отличается той особенностью, что она не только может превратиться обратно в механическое движе­ние — и притом механическое движение, обладающее той же самой живой силой, что и первоначальное движение, — но также и той, что она способна лишь на эту единственную перемену формы. Ме­ханическая, потенциальная энергия никогда не может произвести теплоты или электричества, если только она предварительно не пе­решла в действительное механическое движение. Это, пользуясь термином Клаузиуса, «обратимый процесс».

Вторая форма исчезновения механического движения происхо­дит в случае трения и удара, отличающихся друг от друга только по степени. Трение можно рассматривать как ряд маленьких ударов, происходящих друг за другом и друг подле друга, удар можно рас­сматривать как концентрированное в одном месте и на один момент трение. Трение — это хронический удар, удар — острое трение. Исчезающее здесь механическое движение исчезает как таковое. Его нельзя восстановить обратно из него самого: процесс не обратим не­посредственным образом. Движение превратилось в качественно отличные формы движения, в теплоту, в электричество — в формы молекулярного движения.

Таким образом трение и удар приводят от молярных движений, предмета механики, к молекулярному движению, предмету физики.

Назвав физику механикой молекулярного движения, мы тем не менее не забываем, что это выражение вовсе не охватывает всей об­ласти современной физики. Наоборот, эфирные колебания, обуслов­ливающие явления света и лучистой теплоты, наверное не являются молекулярными движениями в современном смысле слова. Но их земные действия затрагивают прежде всего молекулы. Преломление света, поляризации света и т. д. обусловлены молекулярным сос­тавом соответственных тел. Точно так же почти все крупнейшие иссле­дователи рассматривают теперь электричество как движение эфир­ных частиц, а о теплоте Клаузиус говорит даже, что в «движении весомых атомов (лучше было бы сказать молекул) может принимать участие и находящийся в теле эфир» (Mechan, Warmetheorie, I, стр. 22) [162]. Но в случае электрических и тепловых явлений снова приходится прежде всего рассматривать молекулярные движения: это и не может быть иначе, пока наше знание эфира столь недоста­точно. Но когда мы сумеем дать механику эфира, то в нее разумеется войдет к многое такое, что теперь по необходимости включается вфизику.

Ниже мы поговорим о физических процессах, при которых изме-няется или дажа совсем уничтожается структура молекулы. Они образуют переход от физики к химии.

Только с молекулярным движением изменение формы движения приобретает полную свободу. В то время как на границе механики молярное движение может принимать другие формы только по-рознь -— теплоту или электричество, — здесь перед нами совершенно другое разнообразие изменения формы; теплота переходит в элек­тричество в термоэлементе, становится тожественной со светом, на известной ступени излучения производит со своей стороны снова механическое движение; электричество и магнетизм, образующие такую же пару близнецов, как теплота и свет, не только переходят друг в друга, но переходят и в теплоту, и в свет, а также в механи­ческое движение. И это происходит согласно столь определенным отношениям, что мы можем выразить данное количество одного из этих видов энергии в любом другом -— в килограммо-метрах, в еди­ницах теплоты, в вольтах — и можем переводить любую меру в любую другую.

Практическое открытие превращения механического движения в теплоту так старо, что от него можно считать начало человеческой истории. Как бы ни были велики предшествовавшие этому открытия, — в виде изобретения орудий и приручения животных, -— но только научившись добывать огонь с помощью трения, люди впервые подчинили себе неорганическую силу пркроды. Какое впечатление произвело на мысль человечества это гигантское открытие, еще показывают современные народные суеверия. Еще долго спустя после введения в употребление бронзы и железа праздно­валось открытие каменного ножа, этого первого орудия: все религиозные жертвоприношения совершались с помощью каменного ножа. По еврейскому преданию, Иисус Навин приказал совершить обрезание над родившимися в пустыне мужчинами при помощи камен­ных ножей; кельты и германцы пользовались в своих человеческих жертвоприношениях только каменными ножами. Но все это давно забыто, чего нельзя сказать об огне, получаемом при помощи трения. Долго спустя после того, как люди ознакомились с другими способами получения огня, всякий священный огонь должен был у большинства народов добываться путем трения. Еще и поныне, согласно народному поверью большинства европейских стран, чудотворный огонь (например у нас огонь для заклинаний против поветрия на животных) может быть зажжен лишь при помощи трения. Таким: образом еще и в наше время благодарная память о первой победе человека над природой продолжает полубес-сознательно жить в народном суеверии, в остатках язычески-мифологических воспоминаний у образованнейших народов на земле.

Однако процесс, совершающийся при добывании огня трением, еще носит односторонний характер. Здесь механическое движение превращается в теплоту. Чтобы завершить этот процесс, надо до- биться обратного превращения этой теплоты в механическое движение, ибо только в этом случае удовлетворяется диалектика процесса и процесс замыкается – по крайней мере на первых порах – в круге. Но у истории свой собственный темп движения, и какой бы диалекти-

ческий вид ни имел ход ее, по диалектике приходится часто довольно долго дожидаться истории. Вероятно прошли десятки тысяч лет со времени открытия добывания огня трением, до того как Герон Алек­сандрийский (около 120 г.) изобрел машину, которая приводилась во вращательное движение выходящим из нее водяным паром. И прошло еще снова почти две тысячи лет, пока не была построена первая паровая машина, первый прибор для превращанпя теплоты в действительно полезное механическое движение.

Паровая машина была первым действительно интернациональным открытием, и факт этот в свою очередь свидетельствует об огромном историческом прогрессе. Паровую машину изобрел француз Папин, но в Германии. Немец Лейбниц, рассыпая вокруг себя, как всегда, гениальные идеи без заботы о том, припишут ли заслугу этого ему или другим, — Лейбниц, как мы знаем теперь из переписки Папина (изданной Герляндтом) [163], подсказал ему основную идею этой маши­ны — применение цилиндра и поршня. Вскоре после этого англи­чане Сэвери и Ньюкомен придумали подобные же машины; наконец их земляк Уатт, введя отдельный конденсатор, придал паровой машине в принципе ее современный вид. Круговорот открытий в этой области закончился: удалось достигнуть превращения теплоты в меха­ническое движение. Все дальнейшее было только улучшением деталей.

Итак практика по-своему решила вопрос об отношениях между механическим движением и теплотой. Она сперва превратила пер­вое во вторую, а затем вторую в первое. Но какова была при этом роль теории? Довольно печальная. Хотя именно в XVII и XVIII сто­летиях бесчисленные описания путешествий кишели рассказами одиких народах, не знавших другого способа произведения теплоты, кроме трения, но физики этим почти совершенно не интересовались; с таким же равнодушием откосились они в течение всего XVIII в. и первых десятилетий XIX в. к паровой машине. В большинстве случаев они ограничивались простым регистрированием фактов.

Наконец в двадцатых годах Сади Карно заинтересовался этим вопросом и разработал его очень искусным образом, так что вычисле­ния его, которым Клапейрон придал геометрическую форму, сохра­нили свое значение и до нынешнего дня и были использованы в рабо­тах Клаузиуса и Клерк-Максвелла. Он добрался почти до сути дела;

окончательно решить вопрос ему помешало не отсутствие фактиче­ского материала, а предвзятая ложная теория, и притом ложная тео­рия, которая была навязана физикам не какой-нибудь злокознен­ной философией, а придумана ими самими при помощи их собствен­ного натуралистического метода мышления, столь превосходящего метафизически-философствующий метод.

В XVII столетии теплота считалась — по крайней мере в Англии — свойством тел, «движением особого рода, природа которого никогда не была объяснена удовлетворительным образом». Так называет ее Т. Томсон за два года до открытия механической теория теплоты (Outline of the Sciences of Heat and Electricity, 2-nd edition, Lon­don 1840)[164]. Но в XVIII столетии все более и более завоевывал себе господство взгляд, что теплота, как и свет, электричество, магнетизм, — это особое вещество, и все эти своеобразные вещества отличаются от обычной материн тем, что они не обладают весом, что они невесомы.

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО *

Электричество, подобно теплоте, только в другом виде <хотя и в более высокой степени>, в своем роде вездесуще. На земле не происходит почти ни одной перемены, не сопровождаемой каким-нибудь электрическим явлением. При испарении воды, при горении пламени, при соприкосновении двух различных или разно нагре-тых металлов, при соприкосновении железа и раствора медного ку-пороса и т. д. происходят, наряду с видимыми для глаза физиче-скими и химическими явлениями, одновременно и электрические процессы. Чем тщательнее мы изучаем различные процессы в при-роде, тем чаще наталкиваемся при этом на следы электричества. Но несмотря на эту вездесущность электричества, несмотря на то, что за последние полвека оно все больше и больше становится на службу человеческой промышленности, оно является именно той формой движения, насчет существа которой царит еще величайшая неясность. Открытие гальванического тока произошло почти за 25 лет до открытия кислорода <несколько лет спустя после открытия атомных весов> и имело для учения об электричестве по меньшей мере такое же значение, как открытие кислорода <и атомных весов> для химии. Однако какое огромное различие наблюдается еще и в наше время между обеими этими областями! В химии, благо-даря в особенности дальтоновскому открытию атомных весов, мы находим порядок, относительную устойчивость раз полученных результатов и систематический, почти планомерный натиск на не-изведанные еще области, похожий на правильную осаду какой-нибудь крепости. В учении же об электричестве мы имеем перед собой хаотическую массу старых, ненадежных, ни подтвержденных окончательно, ни опровергнутых окончательно экспериментов, ка-кое-то неуверенное топтание во мраке, плохо связанные друг с дру-гом исследования и опыты многих отдельных ученых, атакующих неизвестную область врассыпную, подобно кочевьм племенам. В самом деле, в области электричества еще предстоит только сделать открытие, подобное открытию Дальтона, которое даст всей науке средоточие, а исследованию - прочную <количественную> основу. Благодаря этому рыхлому, разлезлому состоянию учения об элек-тричестве, делающему пока невозможным установление какой-нибудь всеобъемлющей теории, и возможно то, что в этой области царит одно-
* В фактической стороне изложения мы опираемся в этой главе преиму-щественно на Видемана, Lehre vom Galvanismus und Elektromagnetismus, 2 Bd in 3 Abt., 2 Aufl., Braunschweig 1874.
В Nature [165] от 15 июня 1882 г. отмечен этот «замечательный трактат, кото-рый в выходящсм теперь издании, с приложением об электричестве, предста- вляет собой самый значительный из существующих экспериментальных трак-татов по электричеству». [Псрчый абзац этого примечания Энгельс зачеркнул, но впоследствии изменил решенис и добавил второй абзац.]

сторонний эмпиризм, тот эмпиризм, который запрещает даже себе, самому мышление, который именно поэтому не только мыслит ошибочно, но и оказывается не и состоянии верно следовать за фактами или хотя бы только верно излагать их, и который следовательно превращается в нечто противоположное действительной эмпирии.
Можно было бы вообще порекомендовать господам естествоис-пытателям, не перестающим злословить по поводу нелепых априор-ных спекуляций немецкой натурфилософии, чтение произведений физиков эмпирической школы, современных работам натурфилософов или даже более поздних. Но в особенности это относится к учению об электричестве. Возьмем относящуюся к 1840 г. работу: An Outline of the Sciences of Heat and Electricity by Thomas Thomson [166]. Автор ее был в свое время авторитетом; кроме того в его распоряжении была уже значительная часть трудов величайшего до настоящего времени исследователя в области электричества Фарадея. И однако в его книге содержится по меньшей мере столько же нелепостей, сколько и в соответствующем отделе гораздо более ранней по вре-мени гегелевской натурфилософии. Так например описание электри-ческой искры можно было бы принять просто за перевод соответст-вующего места у Гегеля [167]. И у Томсона и у Гегеля рассказываются те удивительные вещи, которые находили в электрической искре до познания действительной природы и многообразия форм ее и в которых теперь видят по большей части частные случаи или же за-блуждения. Мало того, Томсон приводит на стр. 446 самым серьезным образом сказки Дессеня, будто в случае поднимания барометра и опускания тepмометра стекло, смола, шелк и т. д. заряжаются при погружении в ртуть отрицательным образом, в случае же опускания барометра и поднимания термометра - положительным образом; будто золото и некоторые другие металлы становятся летом, при согревании, электроположительными, а при охлаждении - электро-отрицательными, зимою же наоборот; будто при высоком давлении и северном ветре они сильно электризуются - положительным образом при повышении температуры, отрицательным при падении ее и т. д. Таковы факты, приводимые в книге Томсона. Что же ка-сается априорной спекуляции, то Томсон преподносит нам следую-щую теорию электрической искры, автором которой является не кто иной, как Фарадей: «Искра это - разряд, или ослабление поляри-зованного индукционного состояния многих диэлектрических час-тиц, благодаря своеобразному действию некоторых из этих час-тиц, занимающих крайне небольшое и ограниченное пространство. Фарадей допускает, что те немногие частицы, в которых происходит разряд, не только сдвигаются друг относительно друга, но и при-нимают временно некоторое особенное, весьма активное (highly exalted) состояние, т. е. что все окружающие их силы одна за другой набрасываются на них, и благодаря этому они приходят в состояние, интенсивность которого может быть равновелика интенсивности химически соединяющихся атомов; что затем они разряжают эти силы, подобно тому как те атомы разряжают свои силы,-не-известным нам до сих пор способом, - и это конец всего (and so the end of the whole). Заключительное действие в точности таково, как если бы на место разрядившейся частицы появилась некоторая металлическая частица, и не невозможно, что способ действия в

обоих случаях окажется когда-нибудь тожественным[168] «Я здесь передал, - прибавляет Томсон, - это объяснение Фарадея его соб-ственными словами, ибо я его не совсем понимаю. Это смогут не-сомненно сказать и другие лица, точно так, как когда они читают у Гегеля, что в электрической искре «особая материализация (Ма-teriatur) напряженного тела еще не входит в процесс, а только опре-делена в нем элементарным и душевным образом» и что электри-чество - это «собственный гнев, собственное бушевание тела», его «гневное я», которое «проявляется в каждом теле, когда его раз-дражают» (Naturphil. § 324, Zusatz). Основная мысль у Гегеля и Фарадея тожественна. Оба восстают против того представления, будто электричество есть не состояние материи, а некоторая осо-бенная, отдельная материя; а так как в искре электричество высту-пает повидимому самостоятельным, свободным образом, отделен- ное от всякого чуждого материального субстрата и однако в чувст-венно воспринимаемом виде, то при тогдашнем состоянии науки они неизбежно должны были притти к мысли о том, что искра есть мимо-летная форма проявления некоторой «силы», освобождающейся на мгновение от всякой материи. Для нас загадка конечно решена с тех пор, как мы знаем, что при искровом разряде между металли-ческими электродами действительно перескакивают «металлические частицы» и что следовательно «особая материализация напряженного тела» действительно «входит в процесс».
Как известно, электричество и магнетизм принимались первона-чально, подобно теплоте и свету, за особые невесомые материи. В случае электричества можно, как известно, представлять себе две противоположные материи, две «жидкости» - положительную и отрицательную, - которые нейтрализуют друг друга в нормальном состоянии до тех пор, пока они отделены друг от друга так называе-мой «электрической разъединительной силой». Благодаря этому мож-но из двух тел одно зарядить положительным электричеством, дру-гое-отрицательным. Если соединить оба эти тела при помощи треть-его, проводящего тела, то происходит выравнивание напряжений, со-вершающееся в зависимости от обстоятельств или внезапно, или же через посредство длительного тока. Явление внезапного выравни-вания казалось очень простым и понятным, но зато объяснение тока представляло ряд трудностей. В противоположность наипростей-шей гипотезе, что в токе движется каждый раз либо чисто положи-тельное, либо чисто отрицательное электричество, Фехнер и, более подробно, Вебер выдвинули тот взгляд, что в сомкнутой цепи всегда дви-жутся рядом друг с другом два равных, текущих в противоположном направлении, тока положительного и отрицательного электричества по каналам, которые лежат между молекулами весомых тел. При более подробной математической разработке этой теории Вебер при-ходит под конец к тому, чтобы помножить некоторую - здесь не важно, какую-функцию на величину 1/r, где это 1/r означает от-
ношение единицы электричества к миллиграмму (Wiedemann, Lehre vom Galvanismus etc., 2. Aufl., III, стр. 569) * [169]. Но отношение к весомой массе может, разумеется, быть только весовым отношением.
* [Подчеркнуто Энгельсом.]

Односторонний эмпиризм, yвлекшись своими выкладками <потерял всякий смысл>, настолько отучился от мышления, что невесомое электричество становится у него здесь уже весомым и вес его вхо-дит в математические выкладки.
Выведенные Вебером формулы имели значение только в изве-стных границах; и вот несколько лет назад Гельмгольц пришел на основании их к результатам, которые противоречат закону со-хранения энергии. Веберовской гипотезе о двояком токе, направлен-ном в противоположные стороны, К. Науман противопоставил в 1871 г. другую гипотезу, а именно: что в токе движется только одно из электричеств, - например положительное, - а другое, отри-цательное, неразрывно связано с массой тела. В связи с этим мы встречаем у Видемана следующее замечание: «Эту гипотезу можно было бы соединить с гипотезой Вебера, если к предполагаемому
им двойному току текущих в противоположных направлениях масс ± 1/2e присоединить еще не действующий наружу ток нейтраль-ного электричества, увлекающего с собой в направлении положи-тельного тока количество электричества ± 1/2e» (III, стр. 577).
Это утверждение опять-таки характерно для так <называемого> одностороннего эмпиризма <который кроме наблюдения знает только вычисление и из-за вычисления разучился думать>. Для того чтобы электричество могло вообще течь, его разлагают на по-ложительное и отрицательное. Но все попытки объяснить ток, ис-ходя из обеих этих материй, натыкаются на трудности. И это от-носится одинаково как к гипотезе, что в токе имеется лишь.один из этих видов материи, так и к гипотезе, что оба вида ее текут одно-временно друг с другом и наконец <вообще довольно вероятно также и к той гипотезе, что один вид материи течет, а другой остается в покое. Если мы станем придерживаться этой последней гипотезы, то как мы объясним себе тот факт, что отрицательное электричество, которое достаточно подвижно в электрической машине и в лейден-ской банке, оказывается в токе неизменно связанным с массой тела? Очень просто. Наряду с положительным током + е, который течет в цепи направо, и отрицательным током - е, который течет налево, мы принимаем еще третий ток нейтрального электричества ± 1/2e, который течет направо. Таким образом мы сперва допускаем, что оба электричества могут вообще течь лишь в том случае, если они отделены друг от друга, а для объяснения получающихся при течении раздельных электрических явлений мы допускаем, что они могут течь и не отделенными друг от друга. Сперва мы делаем из-вестное допущение, чтобы объяснить определенное явление, а при первой трудности, на которую мы натыкаемся, делаем другое пред-положение, прямо противоположное первому. Какова должна быть та философия, на которую имели бы право жаловаться эти господа?
Но наряду с этим взглядом на материальный характер электри-чества вскоре пробила себе дорогу и другая точка зрения, согласно которой оно является простым состоянием тел, «силой», или, как мы сказали бы теперь, особой формой движения. Мы выше видели, что Гегель, а впоследствии Фарадей, разделяли эту точку зрения. С тех пор как благодаря открытию механического эквивалента теп-лоты было окончательно преодолено представление о каком-то осо-бом «теплороде», и теплота стада рассматриваться как молекулярное

движение, естественно было также подойти с новым методом к изу-
чению электричества и попытаться определить его механический эквивалент. Это удалось вполне. В особенности опыты Джоуля, Фавра и Рауля не только установили механический и термический эквиваленты так называемой «электродвижущей силы» гальвани-ческого тока, но и доказали ее полную <количественную> экви-валентность освобожденной химическими процессами в элементе или потребленной в электрической ванне энергии. Благодаря этому делалась все более шаткой гипотеза о том, будто электричество есть какая-то особая материальная жидкость.
Однако аналогия между теплотой и электричеством была непол-ной. Гальванический ток все еще отличался в очень существенных пунктах от теплопроводности. Все еще нельзя было указать, что собственно движется в электрически заряженных телах. Предполо-жение о простых молекулярных колебаниях, как в случае теплоты, оказалось недостаточным. При колоссальной скорости электриче-ства, превосходящей даже скорость света, казалось, нельзя было отказаться от представления, что между молекулами тела здесь движется нечто вещественное. Здесь-то и выступают новейшие теория Клерк-Максвелля (1864 г.), Ганкеля (1865 г.), Реньяра (1870 г.) и Эдлюнда (1872 г.) в согласии с высказанной уже впервые в 1846 г. Фарадеем гипотезой, что электричество - это движение некоей, заполняющей все пространство, а следовательно и проникающей все тела упругой среды, отдельные частицы которой отталкиваются обратно пропорционально квадрату расстояния; иными словами, что электричество-это движение эфирных частиц и что молекулы тел принимают участие в этом движении. Различные теории различно изображают характер этого движения; теории Максвелля, Ганкеля и Реньяра, примыкая к новейшим исследованиям о вихревом дви-жении, видят в нем - каждая по-своему - тоже вихревое движе-ние. И таким образом вихри старого Декарта снова находят почетное место в новых областях знания. Мы здесь не будем вдаваться в рас-смотрение подробностей этих теорий. Они сильно отличаются друг от друга и наверное испытают еще не одну перемену. Но в лежащей в основе всех их концепции заметен решительный прогресс. Представ-ление о том, что электричество есть воздействующее на материальные молекулы движение частиц проникающего всю весомую материю светового эфира, примиряет между собою обе прежние концепции. Согласно этому представлению в случае электрических явлений име-ется налицо движение чего-то вещественного, отличного от весо-мой материи, но это вещественное не есть вовсе электричество, ко-торое, наоборот, обнаруживается в виде особой формы движения, хотя и не непосредственного, прямого движения весомой материи. Эфирная теория указывает, с одной стороны, путь, как преодолеть грубое первоначальное представление о двух противоположных электрических жидкостях; с другой же стороны, она дает надежду объяснить, что такое собственно вещественный субстрат электри-ческого движения, что собственно за вещь вызывает своим движе-нием электрические явления.
У эфирной теории можно уже отметить один бесспорный успех. Как известно, существует один пункт, в котором электричество прямо влияет на движение света: оно вращает плоскость поляризации его.

167

Клекрк-Максвелл, опираясь на свою вышеприведенную теорию, вы-числил, что удельная диэлектрическая постоянная какого-нибудь тела равна квадрату его показателя преломления света. Больцман исследовал различные непроводники для определения их диэлектри-ческой постоянной и нашел, что для серы, канифоли и парафина квадратный корень из этой постоянной равен их показателю пре-ломления света. Наибольшее наблюдавшееся при этом отклонение - в случае серы - равнялось только 4%. Таким образом специально максвеллевская эфирная теория была подтверждена эксперимен-тальным образом. <0ставим пока эти все еще витающие в небесах гипотезы и спустимся на твердую почву фактов.>
Но потребуется еще немало времени и труда, пока с помощью новых опытов не удастся вылущить твердое ядро из этих противо-речащих друг другу гипотез. До тех же пор или же до того времени, пока эфирная теория не будет вытеснена какой-нибудь совершенно новой теорией, учение об электричестве находится в неприятном положении, ибо оно должно пользоваться терминологией, которую само называет неверной. Вся его терминология еще основывается на представлении о двух электрических жидкостях. Оно еще говорит самым спокойным образом об «электрических массах, текущих в телах», о «разделении электричеств в каждой молекуле» и т. д. Это зло, которое, как было сказано, неизбежно вытекает из современ-ного переходного состояния науки, но которое также при господст-вующем именно в этой области знания одностороннем эмпиризме немало содействует сохранению царившей до сих пор идейной пу-таницы.
Что касается противоположности между так называемым стати-ческим электричеством (или электричеством от трения) и динами-ческим электричеством (или гальванизмом), то ее можно считать устраненной, с тех пор как научились получать при помощи электри-ческой машины длительные токи и, наоборот, производить при по-мощи гальванического тока так называемое статическое электри-чество, заряжать лейденские банки и т. д. Мы оставим здесь в сто-роне статическое электричество, и точно так же магнетизм, рассмат-риваемый теперь тоже как некоторая разновидность электричества. Теоретического объяснения относящихся сюда явлений придется во всяком случае искать в теории гальванического тока, поэтому мы остановимся преимущественно на последней.
Длительный ток можно получить различными способами. Меха-ническое, молярное движение производит прямо, путем трения, сперва лишь статическое электричество; для получения таким пу-тем длительного тока нужна огромная затрата энергии; чтобы дви-жение это превратилось в большей своей части в электрическое дви-жение, оно нуждается в посредстве магнетизма, как в известных электромагнитных машинах Грамма, Сименса и т. д. Теплота может превращаться прямо в электрический ток, в частности - в месте спайки двух различных металлов. Освобожденная химическим дей-ствием энергия, проявляющаяся при обычных обстоятельствах в форме теплоты, превращается при определенных условиях в электри-ческое движение. Наоборот, последнее превращается при наличии соответственных условий во всякую другую форму движения: в молярное движение, в незначительной мере непосредственно в элект-

родинамическом притяжении и отталкивании; в крупных же раз-мерах, опять-таки посредством магнетизма, в электромагнитных двигательных машинах; в теплоту повсюду в цепи тока, если только не происходит других превращений; в химическую энергию во вклю-ченных в цепь электролитических ваннах и вольтаметрах, где ток разлагает соединения, с которыми иным путем ничего нельзя по-делать.
Во всех этих превращениях имеет силу основной закон о коли-чественной эквивалентности движения при всех его переменах или, как выражается Видеман, «согласно закону сохранения силы, ра-бота, употребленная каким-нибудь образом для получения тока, должна быть эквивалентна работе, употребленной для произведе-ния всех действий тока» [170]. При переходе молярного движения или теплоты в электричество * здесь не представляется никаких труд-ностей: доказано, что так называемая «электродвижущая сила» равна в первом случае потраченной для движения работе, а во вто-ром случае «в каждом месте спайки термоцепи прямо пропорцио-нальна ее абсолютной температуре» (Wiedemann, III, стр. 482), т. е. пропорциональна опять-таки имеющемуся в каждом месте спайки измеренному в абсолютных единицах количеству теплоты. Закон этот, как доказано, применим и к электричеству, получающемуся из химической энергии. Но здесь дело не так просто, - по крайней мере с точки зрения ходячей в наше время теории. Поэтому при-смотримся несколько внимательнее к этому случаю.
Фавру принадлежит один из прекраснейших опытов насчет пре-вращений форм движения, происходящих в гальваническом столбе (1857-1858 гг.). Он ввел в калориметр батарею Сми из пяти элемен-тов; в другой калориметр он ввел маленькую электромагнитную двигательную машину, главной осью и шкивом которой можно было свободно распоряжаться. Всякий раз при получении одного грамма водорода resp. растворении 32,6 грамм цинка (выраженного в граммах прежнего химического эквивалента цинка, равного половине принятого теперь атомного веса 65,2) в батарее наблюдались сле-дующие явления.
А. Батарея в калориметре замкнута в себе самой, с выключением двигательной машины: теплоты получено 18 682 resp. 18 674 еди-нкцы.
В. Батарея и машина сомкнуты в цепь, но машина лишена воз-можности двигаться: теплоты в батарее 16 448, в машине 2219, вме-сте - 18 667 единиц теплоты.
С. Как В, но машина двигается, не поднимая однако груза: теп-лоты в батарее 13 888, в машине 4 769, вместе-18 657 единиц.
D. Как С, но машина поднимает груз и производит при этом меха-ническую работу = 131,24 килограммометра: теплоты в батарее
15 427, в машине 2947, вместе-18374 единицы; разница по сравне--нию с вышеприведенной цифрой в 18 682 составляет 308 единиц теп-

*Я употребляю слово «электричество» в смысле электрического движения с тем самым правом, с каким употребляется слово «теплота» при обозначении той формы движения, которая обнаруживается для наших чувств в качестве те-плоты. Это не может вызвать никаких недоразумений, тем более что здесь за-ранее и сознательно исключено всякое смешение с состоянием напряжения элск-трачества.

лоты. Нo произведенная механическая работа в 131,24 килограммо-метра, помноженная на 1 000 (чтобы перевести граммы химического результата в килограммы) и разделенная на механический экви-валент теплоты = 423,5 килограммометра, дает 309 единиц теплоты, т. е. почти в точности вышеприведенную разницу, как тепловой экви-валент произведенной механической работы.
Таким образом и для электрического движения убедительно доказана - в пределах неизбежных погрешностей опыта - экви-валентность движения при всех его превращениях. И точно так же доказано, что «электродвижущая сила» гальванической цепи есть не что иное, как превращенная в электричество химическая энергия <Как происходит это превращение? Действует ли цепь как простое орудие превращения одной формы движения в другую, не прибавляя от себя никакой новой энергии, как действует например паровая машина, которая также лишь превращает теплоту в механическое движение? Или же цепь обладает особой, ей присущей энергией, так называемой «разъединительной силой», без работы которой не может произойти превращение химической энергии в электрическую?
Этот вопрос в той или иной форме занимал всех электриков со времени Вольты, и до сих пор он не получил окончательного раз-решения. Вольта и те ученые, которые выступили вскоре после него, видели в простом соприкосновении двух разнородных тел - прежде всего двух металлов - источник электричества: недаром Вольта был обязан своим великим открытием сокращениям лягушечьей ножки под влиянием такого прикосновения. Тут они пытались найти объяснение тока и создали свою теорию контакта. Но чем больше исследовали образование тока, тем яснее становилась необходи-мость признать существование химического превращения в цепи, и на этом основана была химическая теория> и что сама цепь есть не что иное, как приспособление, аппарат, превращающий освобо-ждающуюся химическую энергию в электричество, подобно тому как паровая машина превращает производимую в ней теплоту в ме-ханическое движение, причем в обоих случаях совершающий пре-вращение аппарат не производит сам собою новой энергии.
Но здесь, если исходить из традиционных воззрений, возникает трудность. Эти воззрения приписывают цепи, на основании происхо-дящих в ней явлений контакта между жидкостями и металлами, не-которую «разъединительную электрическую силу», которая пропор-циональна электродвижущей силе и которая следовательно пред-ставляет для некоторой данной цепи определенное количество энер-гии. Как же относится этот - присущий, согласно трацидионным взглядам, цепи как таковой, помимо всякого химического действия - источник энергии, как относится эта электрическая разъединитель-ная сила к освобожденной химическим действием энергии? И если она является независимым от химического действия источником энергии, то откуда получается доставляемая ею энергия?
Вопрос этот, поставленный в более или менее ясной форме, об-разует пункт раздора между контактной теорией Вольты и вскоре вслед за этим возникшей химической теорией гальванического тока.
Контактная теория объясняла ток из электрических напряже-ний, возникающих в цепи при контакте металлов с одной или не-сколькими жидкостями или же жидкостей между собой, из их вы-

170

равнивания, resp. из выравнивания в сомкнутой цепи напряже-
ний разделенных таким образом противоположных электричеств.
Возникающие при этом химические изменения рассматривались чистой контактной теорией как ничто coвершенно побочное. В противо-положность этому Риттер утверждал уже в 1805 г., что ток может возникнуть лишь тогда, когда возбудители его действуют химически друг на друга еще до замыкания. Вообще Видеман (том I, стр. 784)[171] резюмирует эту более раннюю химическую теорию таким образом, что согласно ей так называемое контактное электричество «может обнаружиться лишь тогда, когда проявляется в то же время дейст-вительное химическое воздействие друг на друга соприкасающихся тел или же некоторое, хотя и не непосредственно связанное с хими-ческими процессами, нарушение химического равновесия, тенден-ция к химическому действию».
<После того как было доказано, что химическое превращение в цепи есть единственный источник электродвижущей силы тока, вопрос свелся к вышеприведенной формулировке. Исследуем прежде всего, обладает ли цепь - в силу имеющихся в ней и следовательно образующихся контактных отношений - «электрической разъеди-нительной силой», отличной от химического превращения и приво-дящей последнее в движение; другими словами-является ли она источником энергии еще до начала химического превращения.>
Мы видим, что вопрос об источнике энергии ставится обеими сто-ронами совершенно косвенным образом, что впрочем и не могло быть в те времена иначе. Вольта и его преемники находили вполне естественным, что простое соприкосновение разнородных тел по-рождает длительный ток, т. е. что это соприкосновение может вы-звать определенную <химическую, термическую, магнетическую или механическую> работу без соответственной затраты энергии. Риттер же и его приверженцы также мало разбираются в вопросе о том, как химическое действие способно вызвать в цепи ток и его работу. Но если для химической теории пункт этот давно выяснен трудами Джоуля, Фавра, Рауля и т. д., то контактная теория, на-оборот, все еще находится в прежнем положении. Поскольку она сохранилась, она в существенном все еще не покинула своего исход-ного пункта <где еще был Вольта>. Таким образом в современном учении об электричестве все еще продолжают существовать представ-ления, которые принадлежат давно прошедшему времени, когда приходилось довольствоваться тем, чтобы указывать для любого действия какую-нибудь ближайшую видимую причину, хотя бы при этом движение возникало из ничего, т. е. продолжают сущест-вовать представления, прямо противоречащие законам сохранения энергии. Дело нисколько не улучшается от того, что у этих представ-лений отнимают их самые отрицательные стороны, что их ослабляют, разжижают, оскопляют, прикрашивают: путаница от этого стано-вится только хуже.
Как мы видели, даже более старая химическая теория тока при-знает явления контакта в цепи совершенно необходимыми для об-разования тока; она утверждает только, что контакт этот не спосо-бен никогда создать длительного тока без одновременного хими-ческого действия. И в наше время само собою разумеется, что кон-тактные приспособления цепи представляют тот аппарат, при по-

171

мощи которого освобожденная химическая энергия переходит в электричество <-как, этого мы еще не знаем ->, и что от этих кон-тактных приспособлений существенным образом зависит то, перейдет ли действительно химическая энергия в электрическое движение и какое именно количество ее перейдет.
В качества одностороннего эмпирика Видеман старается спасти от старой контактной теории все, что только можно. Последуем за ним по этому пути.
«Хотя действие контакта химически безразличных тел, - гово-рит Видеман, т. I, стр. 799, -например металлов, -не необходимо, как это раньше думали, для теории гальванического столба *, а также не доказывается тем, что Ом вывел из него свой закон - кото-рый может быть выведен без этого допущения:- и что Фехнер, который экспериментально подтвердил этот закон, также защищал эту теорию, - но все же нельзя отрицать - по крайней мере счи-таясь с имеющимися опытами.-возбуждения электричества пу-тем контакта металлов *, если бы даже получающиеся при этом результаты страдали с количественной стороны неизбежной ненадеж-ностью из-за невозможности сохранить в абсолютной чистоте поверх-ности соприкасающихся тел».
Мы видим, что контактная теория стала очень скромной. Она соглашается с тем, что она вовсе не необходима для объяснения тока, а также с тем, что она не была доказана ни теоретически Омом, ни экспериментально Фехнером. Она даже готова признать, что так называемые основные опыты, на которые она может еще опереться, с количественной стороны приводят всегда лишь к ненадежным результатам, и требует в конце концов от нас лишь одного: чтобы мы признали, что вообще благодаря контакту - хотя бы только металлов!-получается возбуждение электричества.
<Если Видеман под возбуждением электричества посредством контакта металлов понимает то же, что и возбуждение электричества при контакте металлов, то с ним вообще можно согласиться.>
Если бы контактная теория ограничивалась только этим, то против нее нельзя было бы возразить ни слова. Действительно, приходится безусловно признать, что при контакте двух металлов возникают электрические явления, при помощи которых можно привести в сокращение препарированные мускулы лягушки, зарядить электроскоп и вызвать другие движения. Нерешенным остается только вопрос: откуда получается потребная для этого энергия?
Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны, по Видеману (I, стр. 14), «указать примерно на следующие соображения: если разнородные металлические пластинки А и В сблизить между собою до незна-чительного расстояния, то они начинают притягивать друг друга благодаря силам прилипания. В случае соприкосновения, они теряют живую силу движения, сообщенную им этим притяжением. (При допущении того, что молекулы металлов находятся в непрерывном колебании, может произойти изменение их колебаний с потерей жи-вой силы, если при контакте разнородных металлов прикасаются друг к другу разновременно колеблющиеся молекулы). Потерянная жи-
* [Подчеркнуто Энгельсом.]

172

вая сила превращается в большей своей части в теплоту. Незначи-тельная же часть ее уходит на то, чтобы перераспределить иным образом неразделеннын до этого электричества. Как было уже выше упомянуто, сближенные между собою тела заряжаются равными количествами положительного и отрицательного электричеств, в силу например неравного притяжения для обоих электричеств».
Скромность контактной теории становится все больше. Сперва она признает, что огромная электрическая разъединительная сила, которая призвана совершить впоследствии такую колоссальную ра-боту, не обладает сама в себе никакой собственной энергией и что она не может функционировать, пока ей не будет сообщена энергия извне, а затем ей приписывается какой-то карликовый источник энергии-живая сила прилипания, которая обнаруживается на крохотных, едва доступных измерению расстояниях и которая за-ставляет тела проходить столь же крохотный путь. Но это неважно:
она бесспорно существует и столь же бесспорно исчезает при кон-такте. Но и этот минимальный источник дает еще слишком много энергии для нашей цели: значительнейшая часть последней превра-щается в теплоту, и лишь ничтожная доля ее служит для того, чтобы вызвать к жизни электрическую разъединительную силу. Хотя, как-известно, в природе ке мало примеров того, что крайне ничтожные поводы вызывают колоссальнейшие действия, по здесь как будто сам Видеман начинает понимать, что его сочащийся ка-пельками источник энергии совершенно недостаточен, и вот он пытается отыскать второй возможный источник ее, принимая за него интерференцию молекулярных колебаний обоих металлов на поверхностях их соприкоснования. Но не говоря <о том, что мы, как признает сам Видеман, принимаем здесь в расчет движение в довольно гипотетической форме, следует еще доказать, что при контакте двух металлических пластинок молекулы с обеих сторон настолько приближаются друг к другу, что они попадают в их взаимные сферы колебаний. Как обыкновенно принято думать, воз-можность этого собственно исключена: неизбежное покрытие метал-лических пластинок слоем воздуха и влаги говорит против этого> о прочих встречающихся нам здесь трудностях, Грове и Гассио доказали, что для возбуждения электричества вовсе не необходим реальный контакт, как об этом нам рассказывает сам Видеман стра-ницей раньше. Словом, чем больше мы вглядываемся в источник энергии для электрической разъединительной силы, тем больше он иссякает.
И однако до сих пор мы не знаем другого источника для возбуж-дения электричества при контакте металлов.
<Так как допущение, что> <Химические явления на поверх-ности металлов во всяком случае представили бы более обильный источник энергии, даже при ограничении их микроскопическими местами этих поверхностей. А эти последние кроме того, как уже было указано, покрыты неустранимым нашими средствами тон-ким слоем воздуха и влаги (т. е. нечистой воды), благодаря которому беспрестанно происходят химические явления, например слабое окис-ление, даже и без непременного контакта с другими металлами. Та-ким образом можно было бы допустить, что при контакте эти по-крывающие поверхности металлических пластинок оба слоя пред-

173

ставляют активный электролит. Это допущение и сведение таким образом энергии электрической разъединительной силы при кон-такте металлов к химическому источнику предполагает однако, что при соединении не соприкасающихся друг с другом мест обоих ме-таллов в сомкнутую цепь в последней возникает длительный ток. На самом деле однако это не имеет места. Наоборот, в таком случае при замыкании цепи электрические напряжения немедленно вы-равниваются, и все электрические явления исчезают. Закон вольтова ряда, который охватывает вообще все электрические явления, обна-руживающиеся при контакте металлов, непременно этого требует.
Контактное электричество как таковое не способно таким образом породить ток. Более того, мы увидим, что Видеман выдвинул осо-бую гипотезу, чтобы устранить деятельность его там, где оно могло бы вдруг обнаружиться в токе.
«Закон вольтова ряда металлов (Wiedemann., I, стр. 44) гласит, что при расположении ряда металлов А, В, С, D разность потенциалов свободного электричества на одном пункте внутри конечных чле-нов этого ряда равна разности потенциалов на внутренней стороне непосредственно прилегающих друг к другу конечных членов». Если мы таким образом присоединим следующий за вольтовым рядом. >
По Науману (Allg. u phys. Chemie, Heidelberg 1877, стр. 675)[172], «контактно-электродвижущие силы превращают теплоту в электри-чество»; он находит «естественным допущение, что способность этих сил вызывать электрическое движение основывается на наличном количестве теплоты или является, иными словами, функцией тем-пературы», что доказано экспериментально Леру. И здесь мы на-ходимся в области неизвестного. Закон вольтова ряда металлов ре-шительно запрещает нам обращаться к химическим процессам, про-исходящим непрерывно в незначительной мере на поверхностях соприкосновения, покрытых тонким, не устранимым нашими сред-ствами, слоем воздуха и нечистой водой, т. е. он запрещает нам объяснять возбуждение электричества из наличия невидимого актив-ного электролита между поверхностями соприкосновения. Электро-лит должен был бы вызвать в сомкнутой цепи длительный ток; электричество же простого контакта металлов изчезает, лишь только цепь замкнута. Здесь именно мы приходим к самому существен-ному пункту: способна ли объяснить образование длительного тока путем контакта химически безразличных тел «электрическая разъ-единительная сила», которую сам Видеман ограничил сперва метал-лами, признал неработоспособной без притока извне энергии, а за-тем свел в конце концов к совершенно микроскопическому источ-нику энергии, и если она способна объяснить это, то каким образом? В вольтовом ряде металлы расположены таким образом, что каждый из них электроотрицателен по отношению к предыдущему и электро-положителен по отношению к последующему. Поэтому, если мы расположим в этом порядке ряд металлических кружков - ска-жем, цинк, олово, железо, медь, платину, -- то сможем получить на обоих концах электрические напряжения. Но если мы сомкнем этот ряд металлов, так что в соприкосновение придут и цинк с пла-тиной, то напряжение немедленно выравняется и исчезнет. «Таким образом, в замкнутом круге тел, принадлежащих к вольтову ряду,

174

невозможно образование длительного тока электричества»[173]. Ви-деман подтверждает это положение еще следующими теоретическими соображениями: «Действительно, если бы в круге возник ток элек-тричества, то в металлических проводниках он породил бы теплоту, которая могла бы быть нейтрализована разве охлаждением в местах соприкосновения металлов. Во всяком случае получилось бы неравно-мерное распределение теплоты; и точно так же ток мог бы, без при-тока извне энергии, непрерывно приводить в движение электромагнит-ную машину и совершать таким образом работу, что невозможно, так как при неизменном соединении металлов - например путем спайки их - невозможны никакие перемены в местах контакта, которые компенсировали бы эту работу».
Но не довольствуясь этим теоретическим и экспериментальным доказательством того, что само по себе контактное электричество металлов неспособно породить ток, Видеман, как мы увидим, счи-тает необходимым выдвинуть особую гипотезу, чтобы устранить дея-тельность его даже там, где оно могло бы вдруг обнаружиться в токе.
Поищем поэтому другого пути, чтобы добраться от контактного электричества < которое является исходным пунктом для опыта > к току. Вообразим себе вместе с Видеманом[174] «два металла, - скажем, цинковый и медный стержни, - спаянные между собою в одном конце; вообразим далее, что их свободные концы соединены при посредстве третьего тела, которое не действует электродвижущим образом по отношению к обоим металлам, а только проводит скопив-шиеся на их поверхностях противоположные электричества, так что они в нем нейтрализуют друг друга. В таком случае электри-ческая разъединительная сила непрерывно восстанавливала бы прежнюю разницу напряжений, создавая таким образом в цепи дли-тельный ток электричества, который мог бы совершать без всякого возмещения работу, что опять-таки невозможно. Поэтому не может быть никакого тела, которое только проводило бы электричество, не обнаруживая электродвижущего действия по отношению к другим телам». Мы таким образом оказываемся на старом месте: невозможность творить движение закрывает нам снова путь. Мы никогда не создадим тока при помощи контакта химически безразличных тел, т. е. при помощи собственно контактного электричества. По-вернем же еще раз назад и попробуем пойти по третьему указывае-мому нам Видеманом пути.
«Погрузим наконец цинковую и медную пластинки в жидкость, которая содержит так называемое бинарное соединение и которая следовательно может распасться на две химически различных со-ставных части, вполне насыщающих друг друга, - например на разведенную соляную кислоту (Н+С1) и т. д. В таком случае, согласно § 27, цинк заряжается отрицательным образом, а медь - положительным. При соединении металлов эти электричества вы-равниваются через посредство мест соприкосновения, через которые следовательно течет ток положительного электричества от меди к цинку. Но так как и появляющаяся при контакте этих двух металлов разъединительная сила уносит с собой положительное электричество в том же направлении, то действия электрических сил не уничтожают друг друга, как в замкнутой металлической цепи. Таким образом здесь возникает

175

длительный ток положительного электричества, который течет в замкнутой цепи от меди через место ее соприкосновения с цинком к последнему, а от цинка через жидкость к меди. Вскоре (в пара-графе 34 и сл.) мы вернемся к вопросу о том, насколько действи-тельно содействуют образованию этого тока имеющиеся в цепи от-дельные электрические разъединительные силы. Комбинацию из про-водников, дающую подобный гальванический ток, мы называем гальваническим элементом, или гальванической цепью» (т. I, стр. 45)*.
Итак чудо совершено. Благодаря простой электрической разъ-единительной силе контакта, которая, согласно самому Видеману, не способна действовать без притока энергии извне, здесь получился длительный ток. И если бы для объяснения его у нас не было ничего другого, кроме вышеприведенного места из Видемана, то это было бы действительно настоящим чудом. Что узнаем мы здесь о рас-сматриваемом явлении?
1. Если цинк и медь погружены в какую-нибудь жидкость, со-держащую в себе так называемое бинарное соединение, то, согласно § 27, цинк заряжается отрицательным образом, а медь - положи-тельным. Но во всем § 27 нет ни звука о каком нибудь бинарном со-единении. В нем описывается только простой вольтов элемент из цинковой и медной пластинок, между которыми положена смочен- ная какой-нибудь кислой жидкостью суконка, и рассматриваются — без упоминания о каких бы то ни было химических процессах — по-лучающиеся при этом статически-электрические заряды обоих ме-таллов. Таким образом так называемое бинарное соединение вво-дится здесь контрабандным путем.
2. Остается совершенно невыясненным, что собственно должно здесь делать это бинарное соединение. То обстоятельство, что оно «может распасться на две химически различных составных части, вполне насыщающих друг друга» (вполне насыщающих другу друга, после того как они распались?!), могло бы научить нас чему-нибудь новому лишь в том случае, если бы оно действительно распалось. Но об этом нам не сообщается ни слова, и мы должны поэтому пока допустить, что оно не распадается **.
3. После того как <с помощью § 27> цинк зарядился в жидкости отрицательным образом, а медь положительным, мы приводим их (вне жидкости) <что опять-таки не указано> в соприкосновение. Тотчас же «эти электричества выравниваются через посредство мест соприкосновения, через которые, следовательно, течет ток положи-тельного электричества от меди к цинку». Мы опять-таки не у

Поиск по сайту: