Коллектив авторов - Новые идеи в философии. Сборник номер 11

3 – общие принципы энергетики.

Все три рода отношений выражают условия, при которых происходит превращение различных форм энергии какого-нибудь образования; они должны быть таковы, чтобы ими однозначно определялся весь ход явления природы, т. е. все изменение состояний образования в его частях и пределах.

19. Совокупность всех тех условий, которыми превращение энергии образования в данное время однозначно определяется по форме и величине, я называю строением (das Gefüge) образования. В строении образования можно различить два рода условий превращения энергии: общие и специальные условия. К общим условиям принадлежат те условия, которые вытекают из внутренних отношений факторов энергии и, может быть, еще из общих принципов энергетики и являются общими для всех образований. К специальным принадлежат те условия, которые полагаются специальной конфигурацией, конструктивным устройством образования; они дают отношения между факторами энергии, вытекающие из распределения и расположения форм энергии в данном отдельном случае, и выражаются в уравнениях машины. Первые условия можно назвать также общим, универсальным или космическим строением, а вторые – индивидуальным или техническим строением образования.

20. Космическое (универсальное) строение образований, определяющее общеобязательные функции отношений факторов энергии, охватывает собою те законы, которые в прежней физике частью относились к общим свойствам материи, частью просто назывались законами природы. Они составляют существенное содержание эмпирического и математического естествознания. Ознакомление с ним есть задача бесконечная. Поскольку она до сих пор решена, установлен ряд свойств факторов энергии, которые мы попытаемся здесь охарактеризовать кратко в главных чертах. (См. Ostwald, Allg. Chemie II, S. 17. 44 ff., 485 ff., 500 ff. и др.).

Между известными нам факторами энергии существует закономерная зависимость такого рода, что изменение одного фактора образования, например, объема, скорости, давления, температуры и т. д. влечет за собою изменение и других факторов.

В частности существует известная пропорциональность между целым рядом важных факторов энергии. Так, некоторые из них, как объем, вес, теплоемкость, соединительный вес пропорциональны массе. Если, например, масса какого-нибудь тела удваивается, если вместо одного грамма воды берутся два грамма, то и объем, вес, теплоемкость и химический эквивалент – при прочих равных условиях – тоже удваиваются.

Эти пропорциональные факторы, и в связи с ними еще и другие, никогда не встречаются в природе в отдельности, а всякое тело обладает всегда не одной только, а целым рядом закономерно между собой связанных форм энергии, благодаря чему тела являются веществами с постоянными свойствами (см. §36).

Некоторые факторы емкости следуют особому закону сохранения, и среди них прежде всего масса. Другие, как энтропия, не имеют такого закона, некоторые формы энергии бывают равновелики для химически сравнимых количеств различных веществ, как теплоемкость для атомных весов, электрохимическая емкость для эквивалентных количеств, между тем как для массы этот закон не существует.

Некоторые факторы энергии суть величины с определенным направлением, – такова скорость и – как следствие этого – количество и энергия движения. Но в то время как первые два фактора могут получать и отрицательные величины, последний остается, подобно массе, всегда положительным. Энергия с определенным направлением никогда не может изменить этого направления, кроме тех случаев, когда этому содействует другая какая-нибудь форма энергии.

Фактор энергии как масса никоим образом не может быть заново создан; общая сумма ее остается всегда постоянной и положительной. Другие факторы как количество электричества могут быть созданы вновь, но всегда только как две величины, равные и противоположно направленные, так что общая сумма всегда равна нулю. В отличие от всех других форм энергии, взаимно компенсирующихся, лучистая энергия не может компенсироваться другими формами энергии; здесь всякая разность интенсивности приводит к переходу энергии.

Факторы энергии связаны в своем превращении определенными конечными пределами. Энергия закономерно связана пространством; ни одно образование не может ни сполна терять свою энергию, ни увеличивать ее до бесконечности. Объем его не может ни возрастать, ни уменьшаться беспредельно. Последнее свойство называется непроницаемостью.

Ниже известных пределов расширения (молекулярной величины) вступают в силу твердо установленные, связанные с объемом функциональные отношения факторов энергии, которые и обусловливают род и величину перехода энергии, как и компенсации энергии, происходящие в образовании. Отношения эти обнаруживаются, между прочим, также и в периодических состояниях лучистой энергии (длина волны).

21. Совокупность этих отношений образует то, что мы называем общими свойствами материи. Каким образом эти свойства между собою связаны, стремится выяснить механическая физика при помощи допущений о строении эфира, молекул, при помощи гипотезы сил, действующих на расстоянии и т. п. Энергетика отделывается от всех этих затруднений, во-первых, принимая специфические формы энергии за эмпирические факты, для количественного определения которых она, кроме единиц пространства, времени и энергии, вводит еще специфические единицы, и, во-вторых, принимая связь специфических факторов энергии как эмпирический факт, который вовсе нет надобности объяснять при помощи особых гипотез, так как энергетика в этих последних никакой потребности не чувствует. Так как специальный метод энергетики дает возможность любое качество выразить количественно в его специфической единице, то она может совершенно обойтись без гипотез о связи форм энергии, а для нее достаточно, когда ей удается эмпирически установить наблюденные условия превращения энергии. И в этом центр тяжести, на котором основываются великие методологические преимущества энергетики. Нет той области, которой она не могла бы охватить теоретически, потому что она в состоянии непосредственно дать количественное выражение наблюденным явлениям, не прибегая для этого к конструкции гипотетической механической связи между ними. Она достигает этого, не связывая себя основными свойствами, а по мере потребности вводя всякое поддающееся измерению качество как фактор энергии. В этом смысле она представляет собою адекватное математическое выражение эмпирического исследования. Она не знает ничего, кроме описания и наблюденных функциональных связей. Поэтому материя есть в энергетике только выражение того факта, что существуют пространственные образования, в которых факторы энергии так закономерно между собою связаны, что изменения одного сопровождаются изменениями всех остальных, а некоторые факторы энергии пространственно неразрывны между собою. Но эта материя существует лишь до тех пор, пока опыт установил законы компенсации интенсивностей энергии. Кроме этого, лучистая энергия есть единственная из форм энергии, не зависимая от этих законов. Это энергетическое учение о материи тем отличается от материи (и эфира) механической физики, что оно вводит в свои предпосылки – и тем избегает гипотезы эфира – не только объем, массу и движение, но и факторы из других областей (преимущественно теплоты, электричества, магнетизма, химизма и лучей всякого рода). Закономерные отношения этих поддающихся количественному выражению факторов, определяющих изменения состояния, образуют то, что мы называем космическим строением образования.