Герберт Спенсер - Опыты научные, политические и философские (Том 2)

• Название: Опыты научные, политические и философские (Том 2)
• Автор: Герберт Спенсер
• Жанр: Философия

---

Примечание (1873 г.). В течение девяти лет со времени напечатания вышеупомянутого очерка я не брался за подобное объяснение других форм проявления электричества. Хотя время от времени я и возвращался к этому предмету в надежде исполнить обещание, данное мною в заключительных строках, но никакие указания не поощряли меня к развитию моих рассуждений. Теперь же перепечатывание моей статьи в окончательной форме вновь наводит меня на этот вопрос-, у меня является мысль, которую, кажется, стоит изложить. Эта мысль возникла от сопоставления двух различных идей. В первом выпуске Оснований биологии, вышедшем в январе 1863 г., говоря в числе других "данных биологии" об органической материи и о влиянии сил на нее, я пытался рассуждать о частичных действиях, обусловливающих органические изменения, и, между прочим, о том, как свет помогает растениям извлекать углерод из углекислоты (п. 13). Указывая на то, что способность теплоты разлагать сложные молекулы обыкновенно бывает пропорциональна разности между атомными весами их составных элементов, я выводил из этого, что составные элементы, имеющие весьма различные атомные веса, имеют весьма различные движения и поэтому подвержены весьма различным колебаниям, я заключал, что пропорционально различию ритма составных элементов сложная молекула становится неустойчивой при действии на нее эфирных колебаний значительного напряжения, которые влияют на один из ее составных элементов больше, чем на другой или вообще на другие: их движения настолько теряют соответствие, что они уже больше не могут держаться вместе. Далее, я говорил, что довольно устойчивая сложная молекула под влиянием сильных эфирных колебаний, производящих особенно сильное действие на один из ее составных элементов, может быть разложена в присутствии другой, не похожей на первую, молекулы, у которой составные элементы по времени колебания менее отличаются от этого подвергшегося дистурбации элемента. Затем я проводил параллель между раскислением металлов посредством углерода, когда они подвергаются колебаниям длинных периодов в печи, и выделением углерода из углекислоты и других тел при помощи водорода под влиянием колебаний коротких периодов (световых) в листьях растений. Я напоминаю эти идеи главным образом для того, чтобы дать ясное понятие о сложной молекуле, содержащей составные элементы с различным движением, составные элементы, имеющие самостоятельные и неодинаковые колебания, помимо колебания, свойственного всей молекуле. Я думаю, что это понятие можно признать правильным. Прекрасные опыты, посредством которых Тиндаль доказал, что свет разлагает поры некоторых составов, поясняют свойство элементов сложной молекулы воспринимать эфирные колебания, соответствующие свойственным им колебаниям, вследствие чего их индивидуальные движения настолько возрастают, что производят разрыв сложной молекулы. Так, по крайней мере, Тиндаль объясняет этот факт. Я полагаю, что это его объяснение, применимое для фактов, свидетельствующих об удивительном свойстве паров со сложной частицей поглощать тепло, сходно с моим, и именно, что тепловые колебания в таких парах воспринимаются составными частями для возрастания движений внутри каждой молекулы, а не для возрастания движения в целой молекуле. Допустим, что это представление о влиянии эфирных колебаний на сложные молекулы правильно; тогда возникает вопрос, каково же взаимодействие сложных молекул? Как отражается на ритмических движениях составных элементов какой-нибудь сложной молекулы соседство элементов другой, не сходной с нею, а также сложной молекулы? Не можем ли мы предположить, что взаимное влияние производится не только неодинаковыми молекулами, как целыми, но что также в известной мере существует независимое взаимное влияние их составных элементов, и не имеет ли здесь место какая-нибудь особая форма молекулярного движения? В рассуждениях предыдущей статьи в расчет принимаются молекулы соприкасающихся металлов, молекулы, если не безусловно, то, во всяком случае, сравнительно простые; предполагается, что они производят во взаимных движениях сравнительно простые пертурбации, которые могут передаваться в каждой массе от одной молекулы к другой. Стараясь провести дальше это объяснение, я до сих пор еще не рассматривал пертурбаций, производимых взаимодействием сложных молекул, принимая во внимание не только способность каждой молекулы влиять на другую, как на нечто целое, но и способность отдельных составных частиц каждой из них влиять на отдельные составные частицы другой. Если в отдельном составном элементе сложной молекулы, под напором эфирных волн, амплитуда колебаний возрастет настолько, что выделит этот элемент из молекулы, то едва ли подлежит сомнению, что отдельный составной элемент сложной молекулы может повлиять на известную составную часть смежной, неодинаковой с первой сложной молекулы; колебания этих элементов будут влиять друг на друга, помимо общих пертурбаций, производимых сложными молекулами, как целыми. Мы заключаем, что вызванная таким образом вторичная пертурбация, подобно первой, дает равное и противоположное действие и противодействие и равные и противоположные изменения в молекулярных движениях. Из этого можно получить несколько следствий. Если сложная молекула с медленным ритмом в целом и более быстрыми ритмами ее составных частиц обладает свойством сильно воспринимать движение, называемое нами теплом, при ускорении ее внутренних частичных колебаний и, наоборот, меньше воспринимать его при ускорении колебаний всей молекулы, как целой, то не можем ли мы заключить, что подобное же явление произойдет при действии на частицу другого рода сил?

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.