Коллектив авторов - Философия в систематическом изложении (сборник)

В большей своей части эти различия во мнениях возникли от того, что и относительно принадлежности механики к физике господствовали сомнения. Благодаря тому обстоятельству, что известные, очень абстрактные, т. е. очень отдаленные от фактических явлений, области механики разрабатывались больше как исходные точки математических исследований, нежели поле более точного изложения действительных явлений, возникло мнение, что в механике важна вообще не опытная наука, а свободное творение человеческого духа, другими словами, игра. В настоящее время это ложное понимание можно считать в главных его чертах опровергнутым, выясняется все более и более, что механика составляет лишь часть физики и что своим «чисто математическим» видом механика обязана была лишь своему собственному удалению от научной задачи.

При исследовании целесообразнейшего общего понятия механики мы поэтому лучше всего сделаем, если сразу посоветуемся и с другими частями физики и спросим себя: существуют ли понятия, находящие себе применение во всей области этих наук? За ответом, кажется, не приходится далеко ходить: понятие материи выступает в механике и распространяется отсюда на большинство частей физики.

Правда, для полного изложения фактических явлений одного этого понятия недостаточно. Оно встречается поэтому всюду сплетенным с понятием движения (которое, в свою очередь, состоит из пространства и времени), и нередко можно встретить утверждение, что все известные явления можно свести к материи и ее движениям.

Между тем в настоящее время несомненно известно, что фактическое сведение немеханических явлений к механическим, вытекающее из подобного понимания, несмотря на бесчисленные усилия в этом направлении, удалось весьма несовершенно, если вообще удалось. Наиболее роковым является то обстоятельство, что для этой цели всегда в науку должны быть введены гипотезы , т. е. допускаются такие массы и движения, которых нельзя ни измерять, ни наблюдать и которым приписываются такие мыслимые свойства, согласно которым известные отдаленные результаты могут быть изображены как их следствия. При этом никогда невозможно доказать, что совершенно другие предпосылки не привели бы к тем же результатам, стало быть, эти допущения всегда витают в области неизвестного.

Ввиду этих неудовлетворительных условий вполне уместен вопрос: не дает ли нам наука возможности более целесообразного образования понятий, а именно такого, которое избегало бы гипотетического допущения скрытых масс и незримых движений и оперировало бы только поддающимися измерению и нахождению величинами? На этот вопрос можно ответить, что действительно существует такое понятие; имя его – энергия .

Продолжавшиеся на протяжении ряда веков усилия сконструировать perpetuum mobile, т. е. такую машину, которая при своем движении не только содержала сама себя, но по возможности могла бы двигать и другие машины, привели, как известно, к выводу, что это невыполнимо. В лучшем случае из машины получают столько работы, сколько в нее вложено.

На первый взгляд все остроумие и все усилия, потраченные теми исследователями, кажутся тщетными; между тем добытое отрицательное положение – perpetuum mobile невозможен – обладает также весьма важной положительной стороной. Она состоит в знании того, что для всех механических машин существует определенная величина, работа , которая не может быть ни количественно увеличена, ни создана из ничего, а сохраняет свой состав даже тогда, когда проходит через машину и тем полнее, чем лучше построена машина. Около середины XIX столетия (1842 г.) немецкий врач И. Р. Майер сделал дальнейшее открытие, а именно: что во всех тех случаях, когда исчезает работа, на ее месте возникает определенное количество теплоты или какой-нибудь другой вещи, которая, в свою очередь, снова может быть превращена в работу. Эта вещь и есть то, что теперь называется энергией ; согласно только что данному определению мы энергией называем работу и все, что возникает из работы и может быть превращено в нее.

Определенная таким опытным путем энергия может принимать самые различные формы, фактически до того различные, что каждая область физики (включая и химию) характеризуется особым родом энергии, свойствами и превращениями которой она занимается. Так, кроме нескольких родов механической энергии (к которым принадлежит и работа), существуют еще тепловая энергия, электрическая и магнетическая, лучистая (от которой зависят явления света) и, наконец, химическая. Эти роды энергии достоверно найдены и однозначимо характеризуются; кроме того, можно надеяться подвести под понятие энергии специальные явления жизни и духовных процессов.

Часто ставился вопрос, можно ли энергии приписать реальность. Этот вопрос возник благодаря тому, что понятие энергии было образовано сравнительно поздно, так что прием абстракции, приведший к нему, еще был, так сказать, у всех на глазах. Кроме того, указывалось на то, что вообще существует лингвистическая двузначимость слов, которыми обозначают понятия. С одной стороны, под этим понимают абстрактное понятие само, с другой – индивидуальную вещь, подпадающую под понятие. В этом смысле общее понятие энергии абстрактно; отдельные же энергии реальны. Это легче всего видно из того, что энергия в самых различных ее формах является предметом торговли и сообщения. Абонирующиеся на электричество получают за ежегодный взнос определенное количество электрической энергии, которую они, смотря по надобности, могут превратить в свет (лучистую энергию) или работу (механическую энергию), применять к электролизу (химическая энергия) и т. д. Ценность «силы воды» лежит в энергии, заключенной в падающей воде, что яснее всего видно из того обстоятельства, что после того, как вода выполнила свою работу на мельнице или турбине, ее выпускают: после потери своей энергии она потеряла и ценность. К тем же выводам мы приходим при исследовании с этой же точки зрения употребления топлива или пищи.

В ряде повышающихся общих понятий энергия примыкает, таким образом, непосредственно к пространству и времени, и физические науки, от механики до химии, также характеризуются этим понятием, как геометрия – понятием пространства, а арифметика – понятием числа. Говоря иначе, физика является учением об энергии или энергетикой в самом широком смысле этого слова. Подобно тому, как все наши переживания выливаются в формы пространства и времени, так они подчинены и формам энергии. Это вытекает, с одной стороны, из того, что любое физическое событие исчерпывающе может быть характеризовано или описано указанием участвующих в нем энергий наряду с пространством и временем; затем еще из следующего обстоятельства. Все наше знание внешнего мира мы получаем при посредстве наших чувственных аппаратов, но необходимым и достаточным условием деятельности такого чувственного аппарата является наличность обмена энергии между ним и внешним миром. В большинстве случаев этот обмен состоит в том, что в чувственный аппарат переходит энергия из внешнего мира, но бывают отдельные случаи (например, прикосновение к холодному телу), когда происходит и обратное движение энергии.