ОСНОВНЫЯ НАЧААА
ЕСТЕСТВОЗНАНШ
№
ФИЗИЧЕСКІЯ КЯРТИНЫ
MIPR.
ѵі^>аахваьст&о
ПРИРОАА
maud шт „^. ппГпри«р««««го. ішрышг.

Проф. Е. Лехеръ.
ФИЗИЧЕСКІЯ
КАРТИНЫ МІРА
Съ 28 рису нками.
ппрг.иодь
(). П и с а р Ж с. в с к о й.
ІІОДЬ і>і ллкцн II
Проф. Л. Ь. ПисарЖсіѵекаіо.
♦ YI \Я ♦
1744
1318
ИздателЬство «ПРИРОДА»
МОСК5А—1913.

Д - 5^
J^ESD^^V* V • •
ІСЭ
4
>Г-г'-^
>;"« ..
r-VtP**1
-.•^"
,...-.• івіггзявь -a ujftj
•
Типо-лигпогр. Т-ва И. H. КУШНЕРЕВЪ и К*. Пилсновская ул., с. д.
/МОСКВА—1913.

Эта киижка напнсана физикомъ
для не физиковъ, которымъ мысль
доставляетъ радость,
Предисловіе.
Нѣкогда выдающіеся мыслители владѣли исѣмъ зна-
ніемъ своего времени; теперь это окоичатслыіо отошло
въ прошлое. Въ настоящее время одному едііа иозмож-
но вполнѣ охватить даже какую-нибудь отдѣльную
область, такъ какъ то, чего мы, люди, достигли, мы
купили цѣной самаго полиаго раздѣлснія труда; только
подобное добровольное ограиичсніс иоля духоішой ра-
боты сдѣлало возможнымъ погніаніе ікгііхъ гЬхъ без-
численныхъ подробностей, которыя такъ и остались бы
смутными и неразличимыми съ тѣхъ далекихъ высотъ.
Но всегда, все снова и снова даетъ себя знать страст-
ное стремленіе ввысь, къ болѣе просторному кругозору;
мы хотимъ своимъ взоромъ проникнуть черезъ всѣ эти
частности на свободу ширркаго гориэонта. Этотъ-то гор-
дый порывъ къ никогда не достщкимому цѣлому и со-
ставляетъ благороднѣйшее наслѣдіе чеж>вѣческаго ума,
прекраснѣйшій результатъ многихъ тысячелѣтій нашей
борьбы за существованіе. He можетъ же быть итогомъ
всей нашей работы лишь то, что намъ при всемъ ти-
таническомъ стремленіи и исканіи человѣческой воли

==_== 4 ================3=
суждено лишь близоруко разсматривать тѣ немногія ни-
ти, прясти которыя назначено намъ судьбой. Кому изъ
насъ не случалось со вздохомъ повторять вмѣстѣ съ
старымъ, зарывшимся въ пергаментахъ, фаустовскимъ
Вагнеромъ, конечно, скромнѣе выраженное, но по суще-
ству все то же желаніе: «правда, много знаю я, но все
жъ хотѣлъ бы знать все!»
Наши усилія направлены къ познанію и покоренію
природы. Наука стремится понять, техника—овладѣть.
Въ этомъ состязаніи первое слово, конечно, должно
быть предоставлено физику. Среди всѣхъ естественныхъ
наукъ физика—старѣйшая. Она предоставляетъ своимъ
болѣе молодымъ наукамъ-сестрамъ богатую добычу для
дальнѣйшей разработки; физическій методъ изслѣдова-
нія, какъ издавна испробованный, служитъ большей ча-
стью мѣриломъ для другихъ дисциплинъ. Вопросъ, на-
сколько пріобрѣтенныя этимъ путемъ цѣнности явля-
ются временными или окончательными, никогда не мо-
жетъ быть отдѣленъ вообще отъ вопросовъ надежно-
сти резулыатовъ также другихъ, нефизическихъ обла-
стсй знанія.
Чсрезъ много оконъ разсматриваемъ всѣ мы суще-
ствующій міръ, ломая себѣ головы надъ разгадками ви-
димаго. Тѣ немногія окна, черезъ которыя смотритъ фи-
зикъ, позволяютъ ему познавать лишь часть міра. По-
этому-то его «картина міра»—какъ и всякая картина—
ограничеиа. Все болѣе или менѣе выдающееся, измѣ-
ненное, быть можетъ, въ перспективѣ и размѣрахъ,
видно также и другимъ наблюдателямъ изъ сосѣднихъ
оконъ. Но только общая оцѣнка размѣровъ съ различ-
иыхъ пунктовъ обѣщаетъ надежное познаніе существую-
щаго. Во всякомъ случаѣ никто не можетъ освободиться
отъ шоръ своей спеціальности. Всякое намѣреніе впи-
с ;гп» въ инвентарь своего сосѣда, а тѣмъ болѣе друго-

5
го отдаленнаго наблюдатеЛя свои добытыя сокровища,
было бы недомысліемъ. Всякая подобная попытка при-
вела бы къ крушенію этого намѣренія. Если же мы
поставимъ себѣ болѣе скромную цѣль, то мы достигнемъ
большаго. Предлагаемая книжка хотѣла бы подвести, хо-
тя бы отчасти, итоги, достигиутые съ такими напря-
женными усиліями въ своей спсціальности физиками.
Ея цѣль—сдѣлать доступными для широкой публики
нѣкоторыя, произвольно выбранныя, ішиболѣе выдаю-
щіяся лопытки познанія и результаты, добытые въ
одной спеціальной области науки.
При подобномъ сведеніи итоговъ мы будсмъ имѣть
дѣло съ цѣнностями отчасти гипотетичсскими, отчасти
прочноустановленными; поэтому мы разліршчѵгь «попыт-
ки познанія» и «результаты познанія». Псркші, являясь
гипотезами, служатъ какъ бы вскселсмъ па оудущее;
послѣдніе же представляютъ собой илдсжіми» имуще-
ство, поскольку вообще мы можсмъ говориті» о тако-
вомъ. Само собой разумѣется, что подобііос. подраздѣ-
леніе мѣняется сообразію личному икусу. ІІпир., иѣко-
торые химики могли бы подтпсрдиті» клитиоіі суіцество-
ваніе атомовъ; мы жс, изъ болыікчі осторожіюсти, воз-
держимся отъ какой-либо присяги; и съ благодарностью
признаемъ высокую заслугу атомистической гипотезы,
какъ принципа, устанавливающаго порядокъ и преем-
ственность въ изслѣдованіи, хотя мы, конечно, и счи-
таемъ такія положенія, какъ, напримѣръ, первый и вто-
рой принципъ термодинамики болѣе прочнымъ пріобрѣ-
теніемъ. ,
Надежныя цѣнности предлагаетъ любой учебникъ фи-
зики. Я, со своей стороны, хотѣлъ бы, быстро минуя
эти прочно установленныя пріобрѣтенія, увлечь своихъ
читателей въ тѣ крайніе предѣлы сказочной страны
изслѣдованія, гдѣ мы въ невѣрномъ свѣтѣ вообра-

6
женія, конечно, научно обоснованнаго воображенія,
предугадываемъ гипотетическія пріобрѣтенія будущаго.
Конечно, усилія науки направлены къ прочнымъ пріобрѣ-
теніямъ, но часто своихъ непреходящихъ цѣнностей она
достигаетъ—при должной осторожности—путемъ спе-
кулятивнаго предчувствія.
Наука—это гигантское подведеніе итоговъ всего су-
щаго—также является «правдой и вымысломъ».

Сохраненіѳ маееы и энергіи.
Тяготѣніе и инерція. МаСсу можно опредѣлить дво-
якимъ образомъ..
Шассой называется все то, что:
1) притягивается землей, и
2) что обладаетъ инерціей.
1. Въ послѣдней половинѣ XVII столѣтія Ньютонъ
показалъ, что всѣ массы обладаютъ взаимнымъ притя-
женіемъ. Эта, такъ называемая, сила тяготѣнія, дѣй-
ствуетъ между землей, луной, солнцемъ и всѣми звѣз-
дами точно такъ же, какъ между двумя любыми земны-
ми тѣлами. Величину этихъ силъ можио вычислить изъ
того факта, что луна въ теченіс тысячслѣтій соверша-
етъ свой путь вокругъ земли, а ис падаетъ на нее.
Измѣрено также притяженіе, существующее между дву-
мя маленькими свинцовыми или ртутными шариками.
Мы можемъ сказать, что все, обладающее притяже-
ніемъ, есть масса; мы можемъ также измѣрить массу
тѣмъ притяженіемъ, которое она производитъ.
2. Покоящееся тѣло вѣчно остается въ покоѣ; дви-
жущееся тѣло вѣчно движется по прямой линіи и съ
одной и той же скоростью. Это свойство массы со-
хранять свое состояніе покоя или движенія мы называ-
емъ инерціей или способностью сопротивленія. Измѣ-
няется это состояніе, т.-е. покоящееся тѣло приходитъ
въ движеніе, или, наоборотъ, движущееся тѣло оста-
навливается, только въ томъ случаѣ, если существуетъ

8
какая-нибудь причина, которую мы называемъ силой.
Все то, что, противодѣйствуя инерціи, изнѣняетъ
состояніе деиженія тѣла, назыѳается силой. Эта
инерція у различныхъ тѣлъ бываетъ различной. Труд-
нѣе, бросить большой камень, чѣмъ маленькій. Этому
насъ учитъ опытъ, и мы можемъ, такимъ обра-
зомъ, полученной изъ опыта величиной инерціи измѣ-
рить массу.
Такимъ образомъ, мы можемъ опредѣлить массу двоя-
кимъ способомъ: 1) гіо ея тяжести, и 2) по ея инерціи.
Идентичны ли эти оба опредѣленія? Или же, друтими
словами, іэудетъ ли болѣе тяжелое. тѣло такъ же обла-
дать большей инерціей? Это не является необходимымъ
выводомъ изъ понятій тяжести и инерціи. Такъ какъ
мы не знаемъ ни того, что такое тяжесть, ни того, что
такое инерція, то наша фантазія могла бы представить
себѣ тѣла одинаково тяжелыя, но обладающія различ-
ной инерціей. Бессель, напр., хотѣлъ сдѣлать опытъ
съ маятникомъ и кусками метеоритовъ, для того, чтобы
изслѣдовать этотъ вопросъ для не земныхъ тѣлъ; еще
недавно не считался безнадежнымъ во многихъ отно-
шсніяхъ аналогичный опытъ съ радіемъ. Это новѣй-
шія соображенія, къ которымъ мы еще возвратимся.
До сихъ поръ въ «старой» механикѣ держится взглядъ,
добытый опытнымъ путемъ, что опредѣленіе массы
изъ ся тяжести должно быть идентичнымъ съ опредѣ-
ленісмъ ея изъ инерціи. Болѣе тяжелое тѣло является
въ то же время болѣе инертнымъ. Говоря о массѣ,
мы прсдполагаемъ въ «старой» механикѣ именно эту
массу.
Сохраненіе массы. Если мы будемъ разсматривать
различныя массы, находящіяся въ замкнутой си-
стемѣ, то сумма ихъ остается постоянной. Замкну-
той системой- называется такая, черезъ границы которой
не могутъ попасть внутрь ея массы, находящіяся извнѣ,
и наружу—массы, находящіяся внутри ея. Напр., хорошо
закупоренная стеклянная бутылка представляетъ собай

===_= 9 —=======
такую систему; что находится внутри нея, тамъ и
остается. Можетъ быть, это вызоветъ удивленіе, что та-
кія, сами собой разумѣющіяся вещи, возводятся въ за-
конъ и что можно говорить о необходимости обосно-
ванія ихъ при помощи опыта. Но нужно всегда помнить,
что естествоиспытатель долженъ относиться съ боль-
шимъ недовѣріемъ къ словамъ «само собой разумѣется».
Можно было бы наполнить цѣлые томы историческими
сопоставленіями всего того, что въ свос время считалось
само собой разумѣющимся, а въ настояідее время съ
правомъ отрицается; это составило бы, къ сожалѣнію,
бдльшую часть исторіи каждой науки. Нашъ законъ со-
храненія массы также потребовалъ продолжительнаго
времени, пока не былъ разъясненъ Лавуазьс .въ концѣ
XVIII столѣтія, хотя уже греческіе философы говорили
о невозможности возникновенія и уничтожспія массы.
Но здѣсь дѣло идетъ не о проблемѣ, разрЬшасмой тео-
ретико-познавательнымъ путемъ. Философіп :іді»сь, какъ
и большей частью въ естественной науюь нс тыяется
кояпетентной.
При опредѣленіи массы тяжестыо и ішсрцісй, мы
можемъ себѣ представить, что оирсдѣлсиш»іс физическіе
или химическіе процессы могли 6\л и:імі>ііить одно или
оба эти свойства; а тогда", сооПр.кчііо сь ііаиіимъ опре-
дѣленіемъ, могла бы измѣниться и масса.
Совсѣмъ недавно нѣкоторые извѣстные изслѣдователи
считали, что открыли исключенія изъ этого закона, най-
дя, какъ они думали, измѣненіе вѣса массы въ совер-
шенно запаянной стеклянной трубкѣ при наступленіи
опредѣленныхъ химическихъ процессовъ. Ландольтъ
не считалъ излишнимъ,—и былъ въ этомъ правъ,—до-
казать ошибочность такихъ наблюденій при помощи
опытовъ, продолжавшихся цѣлые годы. Точно такъ же
было провѣрено опытнымъ путемъ, что инерція массы
не измѣняется при химическихъ реакціяхъ.
To, что имѣетъ значеніе для &амкнутой системы ма-
ленькой стеклянной колбы, мы переносимъ на весь міръ.

===== io ===========
Никогда въ ограниченной системѣ масса не можетъ ни
вновь образоваться, ни исчезнуть.
Механическое міровоззрѣніе. Тяжесть и инерція какого-
нибудь физическаго тѣла даны> слѣдов., въ массѣ этого
тѣла; но такое тѣло обладаетъ еще многими другими
свойствами,—теплотой, цвѣтомъ, способностью электри-
зоваться или намагничиваться и т. д. Наука всѣ эти
свойства объяснила, т.-е. свела къ нѣсколькимъ, самимъ
по себѣ понятнымъ, процессамъ. Слова «сами по себѣ
понятные» понимаются здѣсь въ смыслѣ вѣнскаго фило-
софа Маха, какъ «такія, съ какими свыклась наша
мысль». Каждое объясненіе должно, въ концѣ-концовъ,
свестись къ той вещи, объяснять которую излишне, ко-
торая кажется объясняющему сама собой понятной. Ина-
че объясненію нё было бы конца. Будетъ ли «само собой
понятное»—абсолютной истиной, этого никоимъ обра-
зомъ доказать нельзя.
Вмѣстѣ съ тѣмъ каждое объясненіе представляетъ
собой картину, относительно которой мы никогда не мо-
жемъ сказать съ опредѣленностью, соотвѣтствуетъ ли
она точно дѣйствителыюсти внѣ насъ.
Уже въ томъ, что каждый изъ насъ считаетъ само со-
бой понятнымъ, т.-е. въ исходномъ пунктѣ всякаго объ-
яснеиія всего существующаго, лежитъ широкое произ-
вольное допущеніе, и, поэтому, въ высшей степени важно
всегда объ этомъ помнить.
Произвольной точкой зрѣнія, съ которой естествозна-
ніе конца прошлаго столѣтія пыталось все объяснить,
было мсханическое міровоззрѣніе. Все пытались свести
къ движеніямъ неизмѣняеныхъ, однородныхъ, обладаю-
щихъ массойу точекъ, и къ тѣмъ законамъ, которые
были установлены для этихъ движеній прежней меха-
иикой. Долгое время это было единственнымъ, возмож-
шлмъ основаніемъ каждаго нзслѣдованія. Еще въ 1894
году Герцъ сказалъ: «всѣ физики согласны въ томъ,
что задачей науки-физики является сведеніе явленій
лрмроды къ простымъ законамъ механики».

11
Такая антропоморфная точка зрѣнія, была, естествен-
нымъ образомъ, первой исходной точкой стремленія че-
ловѣка къ уразумѣнію міра.
Антропоморфизмъ въ наукѣ. Подъ антропоморфизмомъ
въ собственномъ смыслѣ слова подразумѣвается пред-
ставленіе сверхъестественнаго, божества, въ видѣ че-
ловѣка. Наши внѣшнія чуѳстѳа представляютъ собой
единственяую ѳходную дверь нашего познанія. Поэтому '
намъ прежде всего приходится мыслить образами, какіе
намъ даетъ наше непосредственное чувственное воспрія-
тіе. Даже благословенная Богомъ фантазія ис можетъ вый-
ти изъ этихъ рамокъ; самый благочестивѣйшій худож-
никъ, желающій изобразить Бога, какъ живое существо,
можетъ это сдѣлать въ единственномъ видѣ, доступномъ
пониманію его и другихъ людей, имеішо иъ видѣ че-
ловѣка. Мы, люди, должны все очеловѣчить. Духъ, ко-
тораго мы хотимъ понять, долженъ быть шшъ іюдобенъ.
Такой антропоморфизмъ господствуетъ ік> исЬхъ че-
ловѣческихъ представленіяхъ, а также, слЬдои., и въ
научныхъ.
Первое внѣшнее впечатлѣніе, которое іп. течсиіс ты-
сячелѣтій всегда и всюду получало челсжіѵчсство, и
которое каждый изъ насъ повторястъ ігь свосмъ дѣт-
ствѣ, вновь подтверждая унаслѣдовашіос,—это впеча-
тлѣніе твердаго, непроницаемаго внѣшняго міра. Мы на-
талкиваемся на твердыя, тяжелыя тѣла, поднятіе и дви-
женіе которыхъ требуетъ усилія. Эти внѣшиія впеча-
тлѣнія мы должны сначала безсознательно и ннстинк-
тивно привести въ порядокъ для того, чтобы создать
примитивное оружіе и утварь, необходимыя для жизни
первобытнаго человѣка. Всѣ эти ремесленные опыты,
вызванные экономическими интересами существованія,
привели къ тому, что полученныя на практикѣ механи-
ческія представленія такъ вошли въ привычный обиходъ
мышленія первобытнаго человѣка, что ему, напримѣръ,
тяжесть или инерція казались сами собой понятными.
И когда развивающееся раздѣленіе труда вызвало лю-

12
бопытство, превышающее непосредственный практиче-
скій интересъ, вызвало настоящую потребность знанія,
то простыЯу давно привычныя для мысли, механиче-
скія явленія остались сами собой понятными и какъ
будто не требующими дальнѣйшаго разъясненія. Съ
этой механической точки зрѣнія пытались понять весь
міръ, сводя до послѣдняго времени все происходящее,
даже сложное, къ движеніямъ опредѣленныхъ массъ.
Мы также станемъ прежде всего на эту точку зрѣнія,
объяснимъ сначала все механическимъ путемъ, но
позднѣе вспомнимъ о томъ, что это механическое міро-
воззрѣніе, точно такъ же, какъ и всякое другое, является
произвольнымъ и въ своей послѣдней предпосылкѣ
необоснованнымъ. Да и нельзя его обосновать: мы ви-
димъ, что уже—въ немногихъ строкахъ этой главы—
поцали въ зажнутый кругъ. Мы опредѣляли массу
силой притяженія или же противодѣйствіемъ, которое
инерція противопоставляетъ каждому измѣненію движе-
нія, другими словами, мы опредѣляли массу силой. Но
при этомъ мы не знаемъ, ни что такое масса, ни что
такое сила! Когда въ школѣ учитель говорилъ намъ о
«силѣ тяжести» и «инерціи», у насъ у всѣхъ, вѣро-
ятно, было такое чувство, что все это само собой по-
нятно. Что камень падаетъ, что при паденіи онъ разби-
ваетъ оконное стекло, этого намъ, мальчишкамъ, не
нужно было говорить; физика же могла, лишь самое
большее, предположить здѣсь проявленіе силъ и йна-
учить опредѣлять и вычислять ихъ. Больше этого не
въ состояніи сдѣлать даже самое высшее знаніе. Земное
притяженіе, которое мы съ дѣтства считаемъ само со-
бой понятнымъ, дѣйствителыю, «само собой понятно»,
такъ какъ никто не понимаетъ его дѣйствительной сущ-
ности, Мы никогда не будемъ знать, что такое сила.
Сила—это названіе всѣхъ причинъ движенія. Величину,
иаправленіе и другія условія этой силы наука можетъ
точно опредѣлить, но ея внутренняя сущность намъ со-
нсршенно неизвѣстна. Какъ только произнесено слово

13
«сила»,—мы стоимъ на границѣ нашего познанія, но не
на границѣ нашего знанія.
Законы падающаго потока воды, напр., или же электри-
ческаго тока, мы знаемъ такъ хорошо, что техники
точно вычисляютъ по нимъ свой мельницы или турбины,
могутъ правильно строить свои дивдмо-машины или
электромоторы; но послѣдней причины движенія воды
и электричества мы собственно совершенно не знаемъ,
потому что говоримъ здѣсь о «силахъ», признаваясь
этимъ, что стоимъ на границѣ познанія. Когда гово-
рятъ, «здгьсь образуется сила»,—будетъ ли она электри-
ческой, или силой упругости, или какой-нибудь другой,
то всегда и вездѣ, въ каждой наукѣ, это значитъ: «отка-
жисъ отъ дальнѣйшаго познаніяь.
To, что мы дѣйствительно видимъ, это всегда только
дѣйствіе силы, т.-е- движеніе. «Сила»—это выдумка на-
шего интеллекта. Каждое научное изложеніе должно по-
этому стремиться къ тому, чтобы по возможности избѣ-
гать понятія «силы» или же, по крайней мѣрѣ, возможно
упростить его, свести число силъ къ наимеиьшсму воз-
можному и уменышпъ этимъ число неизвѣстиыхъ ве-
щей. Подобно этому, монотеизмъ, по сравнснію съ мно-
гобожіемъ древности, является шагомъ впсрсдъ въ
смыслѣ упрощенія, концентраціи испоііятиаго.
Если механическая физика старается свести всѣ явле-
нія природы къ опредѣленнымъ движеніямъ массъ, то
въ другихъ, не физическихъ областяхъ естествознанія
можно также видѣть только сложныя физическія про-
блемы; можно также основныя положенія химическихъ,
а потому и біологическихъ взаимодѣйствій разсматри-
вать, какъ чисто механическія.
Но строительный матеріалъ, доставляемый физикой
для такого взгляда на природу, оказался непригоднымъ
для постройки всѣхъ частей зданія механическаго міро-
воззрѣнія. Для пониманія явленій свѣта и электриче-
ства механическое міровоззрѣніе нуждается въ новой
массѣ, которая, хотя и инертна, но не подчинена силѣ

14
тяжести. Эта невѣсомая масса называется свѣтовымъ
эфиромъ (объ этомъ въ слѣдующей главѣ).
Эта явная непослѣдовательность послужила толчкомъ
новѣйшимъ стремленіямъ обойтись безъ свѣтового эфи-
ра (см. дальше).
Сохраненіе энергіи. Энергія—это способность произво-
дить работу. Кромѣ тяжести и инерціи физическія тѣла
обладаютъ и другими свойствами, съ ними происходятъ
и различныя другія явленія, которыя особенно ясны въ
ихъ взаимныхъ отношеніяхъ, когда мы вводимъ поня-
тіе <ѳнергіи». Каждая опредѣленная масса опредѣленной
тяжести и инерціи:
1) смотря no ея положенію,
2) смотря no ея скорости, можетъ быть въ физи-
ческомъ смыслѣ не одной и той же.
1. Если мы забросимъ на крышу тяжелый камень'и
оставимъ его тамъ лежать, или же установимъ на горѣ
резервуаръ съ водой, то камень на крышѣ не будетъ
больше тѣмъ самымъ камнемъ въ физическомъ смыслѣ,
который мы подняли внизу, вода, находящаяся на горѣ,
не будетъ болыпе той водой, которая протекала въ до-
линѣ. Стекая, вода можетъ приводить въ движеніе мель-
ницу, при этомъ дать электричество, т.-е. произвести
работу или энергію. To же самое могъ бы произвести
падающій съ крыши градъ камней.
Слѣдовательно, каждая масса, не измѣняясь физиче-
ски въ другихъ отношеніяхъ, только благодаря особен-
ности своего положенія относительно другихъ массъ,-^--
въ нашемъ примѣрѣ относителыю земли,—пріобрѣтаетъ
способность производить работу. Эта способность на-
зывается энергіей, и въ только что описанныхъ случа-
яхъ энергіей положенія или потенціальной (возмож-
ной) энергіей, раньше она называлась силой напряженія.
Вытянутая упругая часовая пружина, электрическое
или магнитное напряженіе, точно такъ же избира-
тельное сродство въ химіи, служатъ примѣрами такой
потенціальной энергіи. Въ углѣ или нашихъ пищевыхъ

15
продуктахъ заключена потенціальная энергія, которая
при извѣстныхъ условіяхъ можетъ произвести работу въ
качествѣ производительной силы въ паровыхъ маши-
нахъ или въ животныхъ организмахъ.
2. Летящій или покоящійся камень, текущая или спо-
койная вода въ физическомъ смыслѣ не одно и тоже. Въ
движеніи каждой массы заключается способность произ-
водить работу, называемая энергіей движенія или кине-
тической энергіей. Примѣромъ можстъ служить теку-
щая вода или вѣтеръ.
Чисто механическое міровоззрѣніе не пуждается въ
только что описанномъ двоякомъ раздѣлсиіи энергіи на
потенціальную и кинетическую. Здѣсь все только масса
и движеніе. Причиной потенціальной энергіи является
нѣкоторое движеніе массъ, котораго мы ис видимъ,
скрытое движеніе. Сжатый газъ обладаетъ нотенціаль-
ной энергіей, точно такъ же, какъ свернутаи пружина.
Въ первомъ случаѣ давленіе газа происходитъ, какъ мы
увидимъ позднѣе, отъ толчковъ отдѣльныхъ частичекъ
газа. Въ этомъ примѣрѣ потенціальная энергія сводится
къ кинетической. У часовой пружины или, пшюжимъ, у
силы тяготѣнія мы еще не знаемъ движсиій, нроизво-
дящихъ это напряженіе.
Понятіе потенціальной энергіи обозначастъ^ слгьд.у
съ механической точки зрѣнія, временную границу
познанія. Механическое міровоззрѣніе надѣстся когда-
нибудь разъяснить всѣ скрытыя движенія, охватывае-
мыя собирательнымъ именемъ потенціальной энергіи.
Сохраненіе энергіи. Всѣ, производившіеся до настоя-
щаго времени, физическіе опыты показываютъ намъ,
что всегда въ тѣхъ случаяхъ, когда потенціальная энер-
гія исчезаетъ, появляется точно такое же количество
кинетической энергіи, и наоборотъ. Камень, обладавшій
на крышѣ опредѣленнымъ количествомъ потенціальной
энергіи, теряетъ ее при паденіи; она все уменыиается по
мѣрѣ приближенія камня къ земной поверхности. Но
зато, въ той же мѣрѣ увеличивается кинетическая энер-

16
гія (движеніе). Если мы возьмемъ вмѣсто камня идеалыю
упругій шаръ, то ударившись о землю, онъ подпрыг-
нстъ опять на ту же самую высоту, съ которой онъ
упалъ. Здѣсь мы имѣемъ идеальный примѣръ того,
какъ кинетическая и потенціальная энергіи непре-
рывно превращаются одна въ другую. Другимъ при-
мѣромъ могъ бы служить качающійся маятникъ.
Изобрѣтатели съ богатой фантазіей неустанно стреми-
лись добыть такія энергіи изъ ничего, изобрѣсти такую
машину, которая сама собой всегда двигалась бы и про-
изводила работу. Всѣ попытки построить такой регре-
tuum mobile не удавались, и только все болѣе и болѣе
служили къ укрѣпленію убѣжденія, что энергія пред-
ставляетъ собой нѣчто несотворимое и неуничтожае-
мое. Все болѣе и болѣе опытъ приводилъ къ тому пред-
ставленію, что энергія въ замкнутой системѣ, а поэтому,
слѣдов., и во вселенной, такъ же вѣчна, какъ масса.
Сотвореніе міра съ точки зрѣнія механической должно
было быть двукратнымъ: сотвореніе массы должно быть
слѣдствіемъ движущейся массы. Ни одна малѣйшая ча-
стица этой массы и движенія никогда не можетъ исчез-
нуть; но энергія можетъ переходить отъ одной массы
къ 'другой. КатящІйся билліардный шаръ, напр., пере-
даетъ свое движеніе другому, а самъ останавливается.
Этотъ фактъ, что движеніе не связано продолжителыю
съ опредѣленной массой, означаетъ непрестанное измѣ-
неніе формы проявленія энергіи.
Совершенно неупругое тѣло, падающее съ какой-
нибудь высоты, упавъ на землю, остается лежать непо-
движно; вся кинетическая энергія какъ будто вдругъ
исчезаетъ. Но въ дѣйствителыюсти тѣло отъ толчка
измѣнилось, оно нагрѣлось. Находящаяся въ падающемъ
тѣлѣ энергія движенія общей его массы превратилась въ
форму энергіи, называемую теплотой, или тепловой энер-
гіей; о послѣдней мы тоже можемъ говорить, какъ о
кинетической энергіи, какъ о быстромъ движеніи мель-
чайшихъ частичекъ массы, молекулъ и атомовъ (см.

17
далѣе). При паденіи движется вся масса, какъ цѣлое,
послѣ удара—отдѣльныя частички на видъ покоящагося
тѣла.
Кромѣ механической и тепловой энергіи намъ извѣст-
ны еще многія другія формы энергіи: энергія электри-
ческаго заряда или электрическаго тока, магнитнаго на-
пряженія, энергія свѣта и т. д. Вся фйзика состоитъ
изъ изслѣдованій тдго, какъ мѣняются различныя
формы энергіи, какъ они превращаются бёзъ остатка
другъ въ друга.
Примѣромъ можетъ служить самый могущественный
источникъ энергіи, какой только существуетъ у насъ—
солнце. Солнечная энергія исчезаетъ, когда растенія
освѣщаются солнцемъ, при чемъ химическія составныя
части углекислоты и воды образуютъ сложныя хими-
ческія соединенія, углеводы, въ которыхъ потенціально
сохраняется исчезнувшая солнечная энергія. Она пере-
ходитъ въ растенія, служащія пищей животному орга-
низму, и проявляется опять въ животныхъ въ видѣ те-
плоты организма или въ видѣ мускульной энергіи и т. д.
Уголь, остатокъ растеній прошедшихъ столѣтій, также
содержитъ накопленную солнечную энергію, которая
приводитъ такимъ обраэомъ въ движеніе наши паровыя
машины, динамо-машины, и др. Каждый водопадъ обя-
>занъ своей энергіей солнцу; солнечная Теплота превра-
щаетъ воду океана, испаряя ее, въ облака, поднимаю-
щіяся надъ горами. «Высокому солнцу, жизни подате-
лю», обязаны мы каждой жизненной энергіей.
Энергія является намъ въ вѣчно мѣняющихся фор-
махъ; все, происходящее въ природѣ, состоитъ изъ
этихъ превращеній энергіи; но общее количество энер-
гіи вселенной остается ©ѣчно постояннымъ.
Загадочныя слова духа земли такъ подходятъ къ
этому, какъ будто Гете предчувствовалъ сущность
энергіи:
лВъ бурѣ дѣяній, въ волнахъ бытія
Я подымаюсь,

•■■•• i'1 "^s 18 '""" " " —
Я опускаюсь....
Смерть и рожденье—
Вѣчное море;
Жизнь и движенье
Въ вѣчномъ просторѣ...
Такъ на станкѣ проходящихъ вѣковъ
Тку я живую одежду боговъ."
Развѣ нельзя теперь сказать, что энергія—это бытіе?
Развѣ нельзя предположить, что сотвореніе міра со-
стояло только въ сотвореніи энергіи?
Конечно, такое чисто «энергетическое» міровоззрѣніе
также возможно.
Если мы положимъ въ основу нашихъ изслѣдованій
понятіе энергіи, то тогда отпадетъ мистическое понятіе
силы, а также понятіе матеріи. Единственно реалъно
существующимъ была бы энергія.
Мы говорили, напр., что луна и земля притягиваются
ньютоновской силой тяготѣнія, и по величинѣ этихъ
силъ опредѣляли массу. Но мы можемъ обойтись безъ
понятія силы, если скажемъ: при одновременномъ на-
хожденіи двухъ тѣлъ въ пространствѣ проявляется
энергія (энергія разстоянія), зависящая отъ взаимнаго
удаленія этихъ тѣлъ. Вмѣсто силы тяготѣнія, электри-
ческой, силы сцѣпленія и т. д., можно говорить объ
энергіи разстоянія, объемной, энергіи формы и т. д.
О матеріи мы говоримъ въ «энергетикѣ», когда въ
одномъ и томъ же мѣстѣ мы встрѣчаемъ энергію фор-
мы, объема, движенія, разстоянія и химическую. Въ
то время, какъ для механическаго міровоззрѣнія реаль-
ная масса съ своимъ движеніемъ является носителемъ
энергіи, у энергетиковъ понятіе матеріи замѣняется dro-
явленіемъ опредѣленныхъ формъ энергіи.
Дѣйствительное, окончательное познаніе не дости-
гается этимъ міровоззрѣніемъ. Механическое міровоз-
зрѣніе не можетъ сказать, что такое масса (или сила);
энергетикъ не знаетъ, что такое энергія. Полное пони-
маніе невозможно.

19
Оствальдъ г) показалъ, что, исходя изъ энергетиче-
ской точки зрѣнія, можно охватить въ одной простой
схемѣ все разнообразіе явленій мертвой и живой при-
роды, и что духовныя явленія такъ же укладываются
въ рамки энергетическаго міровоззрѣнія при помощи
«психической» энергіи.
Энергія безъ вѣеомой маееы.
Энергія безъ массы. Во всѣхъ тѣхъ проблемахъ, кото-
рыя мы до сихъ поръ разсматривали, энергія всегда была
связана съ обыкновенной массой. Если бы это было такъ
всегда, то мы могли бы въ будущемъ надѣяться (узнавъ
«скрытыя» отъ насъ теперь движенія) понять всѣ формы
энергіи, а вмѣстѣ съ тѣмъ все происходящее въ природѣ
при помощи простыхъ движеній массъ. Но, къ сожалѣнію,
такая общая картина невозможна, такъ какъ мы знаемъ
также формы энергіи, не связанныя съ обыкновеиной
массой. Таковы всѣ электрическія энергіи, къ которымъ
въ настоящее время относятъ какъ настоящія электро-
магнитныя явленія, такъ и всѣ физическія явленія свѣта.
Свѣтовой эфиръ. Свѣтъ, посылаемый намъ отдален-
* нѣйшими неподвижными звѣздами, прежде чѣмъ про-
никнетъ въ крошечную воздушную оболочку нашей зе-
мли, странствуетъ въ теченіе тысячелѣтій въ безгра-
ничнрмъ міровомъ пространствѣ между звѣздами, гдѣ
нѣтъ и слѣда обыкновенной матеріи.
Свѣтовой лучъ обладаетъ всѣми свойствами волно-
образнаго движенія. Наше же влеченіе къ антропомор-
физму требуетъ существованія такого нѣчто, части ко-
тораго качались бы, подобно волнамъ.
1) „Лекціи по натурфилософіи", 3 изд* Лейпцигь 1905. Также не-
большая книжка Оствальда жКолесо жизни* проникнута энергетиче-
скимъ міросозерцаніемъ.
2*

• 20 ■
Когда на воду падаетъ камень, то по ея поверхности
расходятся во всѣ стороны, расширяясь кругами, волно-
образныя горы и долины. При этомъ каждая водяная
частичка поднимается вверхъ и опускается внизъ, какъ
это показываетъ плавающая по водѣ пробка. Другимъ
типичнымъ примѣромъ такого волнообразнаго движе-
нія служитъ струна. Каждая часть колеблющейся стру-
ны, которую мы вывели изъ состоянія покоя (при помо-
щи смычка, ударяя ее или дергая), стремится опять
къ покою, но дойдя до своего прежняго положенія ра-
вновѣсія, отклоняется въ противоположную сторону, од-
нимъ словомъ, колеблется.
Когда выведенная изъ состоянія равновѣсія часть
струны обратно стремится къ положенію покоя, то для
этого должна существовать причина въ видѣ силы. Въ
болышшствѣ случаевъ, какъ и при колеблющейся стру-
нѣ, этой силой будетъ упругость. Качающемуся маят-
нику и водянымъ волнамъ эту силу сообщаетъ притя-
женіе земли.
Но такъ какъ при этомъ происходитъ не только воз-
вращеніе къ состоянію равновѣсія, но и переходъ че-
резъ него, то колеблющаяся масса должна, значитъ,
также обладать инерціей.
Что же это такое, что при колебаніи свѣта движется
впередъ и назадъ, аналогично частичкамъ натянутой
струны? Что такое колеблется въ міровомъ простран-
ствѣ, около своего положенія равновѣсія?
Эта субстанція должна обладать весьма замѣчатёль-
ными, еіде не вполнѣ разъясненными, свойствами. Она
должна обладать инерціей, или же чѣмъ-то аналогич-
нымъ инерціи, потому что безъ послѣдней немыслимо
колебаніе. Но это не можетъ быть обыкновенной мас-
сой, потому что ея нѣтъ въ безконечномъ міровомъ про-
странствѣ между звѣздами. Если бы эта масса обладала
тяжестью наподобіе газа, то она давно была бы притя-
нута какимъ-нибудь міровымъ тѣломъ, подобно воздуш-
ной атмосферѣ вокругъ нашей земли. Эту занѣчатель-

21
ную субстанцію, не имѣющую тяжести, но облада-
ющую инерціей, окрестили ияенемъ свѣтового эфира.
Электрическія колебанія. Для того, чтобы не задержи-
ваться при дальнѣйшемъ изложеніи, мы сейчасъ изо-
бразимъ здѣсь схематически основное явленіе этого фе-
номена. Два металлическихъ шара А илВ заряжены эле-
ктричествомъ, при чемъ А положителыю, a В съ такой
же точно силай отрицательно. Позднѣе мы покажемъ,
какъ мы можёмъ себѣ представить сущность электри-
чества. Пока представимъ себѣ электричество, какъ очень
тонкій, газообразный флюид^ь (жидкость), который сво-
бодно движется внутри межматеріальнаго простран-
ства, въ порахъ проводннка, но изъ провод-
ника не можетъ выйти. Всѣ тѣла на землѣ (^л
содержатъ опредѣленное нормальное количе- j
ство этого электричества, въ зависимости отъ \
природы тѣла. На рис. 1 у шара В взято не- |
много отъ его нормальнаго количества эле-
ктричества и точно такое же количество пе- Дч«
ренееено на шаръ А. Соединимъ теперь тол- ^
стой проволокой (обозначенной пунктиромъ) Рис. 1.
А съ В9 тогда избытокъ электричества отъ
А потечетъ по npo-волокѣ къ В. Но при этамъ не насту-
питъ простое уравниваніе до нормальнаго состоянія, токъ
продолжится дольше, такъ что В окажется заряженнымъ
положительно, а А отрицательно. Затѣмъ явленіе пой-
детъ въ обратномъ парядкѣ, такинъ образомъ, избы-
токъ электричества будетъ много разъ колебаться
ѳпередъ и назадъ между А и В. Можно легко и точно
опредѣлить опытнымъ путемъ отдѣльныя фааы такого
электрическаго колебанія, можно все вычислитъ изъ
обыкновенной теоріи колебаній, не имѣя опредѣленнаго
представленія о настоящей причинѣ явленія. Это явленіе
имѣетъ такой видъ, какъ будто идущій взадъ и впередъ
электрическій флюидъ обладаетъ инертностъю, потому
что качается падобно маятнику. Но опыты, направленные
непосредственно къ тому, чтобы доказать инерцію эле-

22
ктричества, показали, что подобное предположеніе было
бы иеправильнымъ.
Продолжительность во времени такого путешествія
туда и сюда тока электричества, такъ называемая про-
должительность колебанія зависитъ отъ величины ша-
ровъ А и В и отъ формы ооединителыюй проволоки. Эта
продолжительность колебанія очень мала, напр., Ѵіоооо
или Ѵюооооо секунды.
Электростатическое и магнитное поле. При электриче-
скихъ колебаніяхъ, а также при всѣхъ другихъ электри-
ческихъ и магнитныхъ явленіяхъ мы должны предполо-
жить, что важную роль играютъ процессы, происходя-
щіе внѣ провадника, содержащаго электричество, такъ
какъ природа окружающей среды оказываетъ здѣсь
большое вліяніе.
Затѣмъ всѣ электрическія и магнитныя силы дѣйству-
ютъ также въ безвоздушномъ пространствѣ. Наэлектри-
эованное тѣло притягиваетъ другое наэлектризованное
тѣло также въ безвоздушномъ пространствѣ; точно
такъ же магнитная сила передается черезъ безвоздушное
пространство.
Мы не вѣримъ въ какое-то волшебное дѣйствіе на раз-
стояній, и мистическое понятіе силы мы стараемся замѣ-
нить, по возможности, какими-нибудь процессами дви-
женія, возбуждаемыми наэлектризованнымъ тѣломъ въ
окружающемъ его пустомъ пространствѣ; при помощи
этихъ измѣненій въ пространствѣ, акружающемъ на-
электризованное тѣло, притягиваемое имъ тѣло прибли-
жается къ нему. Если это такъ, то мы должны приписать
безвоздушному пространству, т.-е. пространству, не со-
держащему никакой обыкновенной массы, напр., даже
слѣдовъ газа,—способность измѣняться, которая даетъ
надежду на возможность объясненія извѣстныхъ эле-
ктрическихъ и магнитныхъ явленій. Измѣняться же мо-
жетъ только то, что существуетъ. Невольно является
Імысль попытаться примѣнить и здѣсь для объясненія
электрическихъ и магнитныхъ дѣйствій тотъ самый свѣ-

23
товой%ѳиръ, колебанія котораго должны служить намъ
для объясненія сущности свѣтового луча. Какъ это про-
исходитъ, мы увидимъ на прастомъ примѣрѣ, при чемъ
здѣсь, какъ и всюду во всѣхъ отрасляхъ знанія, мы
должны сдѣлать печальное предостереженіе, что полное
пониманіе для насъ невозможно.
Частички эѳира представляютъ собой мельчайшіе, от-
дѣленные другъ отъ друга, точки, и каждая изъ этихъ
точекъ, подъ дѣйствіемъ силъ, производимыхъ сосѣд-
ними частицами, занимаетъ опредѣленное положеніе въ
пространствѣ.
Когда тѣло получаетъ электрическій зарядъ, то оно
немного сдвигаетъ каждую изъ находящихся вокругъ
него частичекъ эѳира, выводя ее, такимъ образомъ, изъ
состоянія покоя на все время, пока оно остается заря-
женнымъ. Эти сдвиги велики вблизи электрическаго тѣла
и уменьшаются по мѣрѣ удаленія отъ него. Слѣдова-
тельно, электризація какого-нибудь тѣла произво-
дитъ въ окружающемъ его свѣтовонъ эеирѣ дли-
телъное состояніе напряженія, которое можетъ быть
выражено математически и называется электрическимъ
полемъ. Такъ какъ дѣйствіе электричества проявляется
также черезъ воздухъ или другой испроводиикъ, то зна-
читъ, напр., стекло или воздухъ должиы также содержать
свѣтовой эѳиръ, при чемъ этотъ свѣтовой эѳиръ благо-
даря вѣсомой массѣ стекла или воздуха будетъ обладать
немного измѣненными свойствами. Эѳиръ, это—нѣчто
вездѣсущее.
Когда исчезаетъ электрическій зарядъ тѣла, то каждая
частичка эѳира возвращается въ свое состояніе покоя,
другими словами, электростатическое напряженіе эѳира
поля исчезаетъ. При этомъ исчезновеніи, а точно такъ
же и при наступленіи капряженія, слѣдовательно, при
движеніи частички эѳира, происходятъ новыя явленія, ко-
торыя называются магнитными. Это происходитъ такъ:
Представимъ себѣ прежде всего, что между А и В
нѣтъ означенной пунктиромъ на рис. 1 соединительной

, 24 ======
проволоки; лусть А будетъ заряжено положительно, a
В съ такой же сйлой отрицательно. Тогда окружающій
ихъ свѣтовой эѳиръ, согласно нашему предположенію,
придетъ въ длительное состояніе напряженія, котарое
будетъ продолжаться до тѣхъ поръ, пока не измѣнится
зарядъ. Соединимъ теперь А и В металлической прово-
локой, тогда избытокъ электричества потечетъ отъ А къ
Ву оостояніе напряженія эѳира исчезнетъ, и каждая ча-
стичка эѳира возвратится въ спокойное состояніе- Но
этотъ переходъ въ нормальное состояніе соединенъ съ
магнитнымъ дѣйствіемъ. Соединительная проволока ме-
жду А и В будетъ, пока электричество течетъ отъ А къ
В9 магнитомъ; поставленная рядомъ съ ней магнитная
игла отклонится отъ своего направленія съ сѣвера на
югъ; проволока, по которой течетъ токъ отъ А къ В,
притянетъ тонкій желѣзный порошокъ и т. д. На этомъ
магнетизирующемъ дѣйствіи проводника спиральной
формы, по которому протекаетъ токъ, основана большая
часть всей нашей электротехники, телеграфіи, телефо-
ніи и т. д. Всюду, гдѣ въ проводникѣ движется эле-
ктричество, это передвиженіе связано съ магнитнымъ
дѣйствіемъ, съ образованіемъ шагнитнаго поля» въ эѳи-
рѣ. Какія движенія эѳира соотвѣтствуютъ этому магнит-
ному полю, для дальнѣйшаго безразлично.
Вмѣсто того, чтобы дать протекать іюложительному
электричеству отъ А къ В по проволокѣ, можно также
безъ нея, механически, привести въ соприкосновеніе заря-
женное А съ В. Дѣйствіе на магнитную иглу было бы
тѣмъ же самымъ, потому что и здѣсь состояніе напряже-
нія эѳира переходитъ въ нормальное состояніе. Механи-
ческое дѳиженіе заряженныхъ электричествомъ ча-
стичекъ массы также производитъ во внѣ магнитное
дѣйствіе, образуетъ магнитное поле.
Основной законъ Максвелля. Эта связь между электри-
ческимъ и магнитнымъ дѣйствіемъ—взаимна. Если ис-
чезновеніе или образованіе, или въ болѣе общей формѣ,
каждое измѣненіе электрич^скаго напряженія въ эѳирѣ

25
производитъ магнигныя дѣйствія, то и наоборотъ, ка-
ждое измѣненіе магнитнаго поля въ эѳирѣ вызываетъ
электрическое состояніе напряженія.
Это главное содержаніе знаменитыхъ урависній Макс-
велля: изиѣненіе электрическаго состоянія эѳира вы-
зываетъ временное нагнитное состояніе эѳира и,
наоборотъ, измѣненіе магнитнаго состоянія эѳира
вызыеаетъ электржеское состояніе эѳира.
Возьмемъ опять шары А и В, одинъ заряженный по-
ложительно, другай—отрицателыю, такъ что въ эѳирѣ
существуетъ длительное состояніе напряженія. Если со-
единить теперь А и В толстой лроволокой, то электри-
чество потечетъ отъ А къ В, результатомъ чего явится
исчезновеніе электрическаго напряженія въ окружаю-
щемъ эѳирѣ, а это вызоветъ магнитное состояніе того
же эѳира. Но наступленіе магнитнаго состоянія вызыва-
етъ электростатическое напряженіе, протявоположное
прежнему, и такъ все время въ этомъ пространствѣ эле-
ктростатическая энергія будетъ смѣняться магнитной и,
наоборотъ, получится такъ называемое «электромагнит-
ное колебаніе».
Если зарядъ злектрическаго шара вмзывастъ въ эѳи-
рѣ состояніе электростатическаго напряженія, то значитъ
должна существовать какая-то связь между электриче-
скимъ флюидомъ въ проводникѣ и окружающими его
частичками эѳира. Эту зависимость можно представить
себѣ такъ, что сначала сдвигаются съ мѣста ближайшія
частички эѳира, затѣмъ онѣ сдвигаютъ болѣе отдален-
ныя и т. д. Слѣдовательно, это качаніе взадъ и впередъ
электрическихъ сдвиговъ въ эѳирѣ (такъ какъ эти эле-
ктрическія напряженія связаны съ флюидомъ въ провод-
никѣ) должно вызывать аналогичныя колебанія электри-
ческаго флюида въ системѣ проводниковъ АВ. Поэтому,
когда на рис. 1 положительное электричество перейдетъ
отъ А кь В и напряжеяіе въ окружающемъ эѳирѣ ста-
нетъ противоположнымъ, то и съ электрическимъ флюи-
домъ въ системахъ А и В должны произойти тѣ же из-

26
мѣненія, другими словами повторное перетеканіе эле-
ктричества отъ А къ В и обратно, какъ мы это описы-
вали въ электрическихъ колебаніяхъ.
Мы дожемъ, слѣдовательно, представить себѣ, что
дѣйствительно наблюдаемыя колебанія въ АВ вызыва-
ются колебаніями въ окружающемъ эѳирѣ.
Качаніе, повторное леретеканіе электрическаго флюи-
да въ АВ% тѣсно связано, такимъ образомъ, съ анало-
гичнымъ колебаніемъ эѳирнаго напряженія въ окружаю-
щемъ эѳирѣ.
Это колебаніе эѳирнаго напряженія наступаетъ тѣмъ
позднѣе, чѣмъ дальше данное мѣсто отстоитъ отъ АВ,
или друіими словами, отъ АВ исхо-
@Л дитъ волнообразно распространяю- (\f
\ щееся измѣненіе эѳира. j
I Если мы возлѣ АВ (рис. 2а) помѣ-
j стимъ такую же систему АВ' (рис. [
| 2в), то флюидъ въ А'В' долженъ
X придти въ колебательное движеніе X.
^У** при дѣйствіи колебаній напряженія \J*
Рис. 2а. эѳира, происходящихъ вокругъ АВ. Рис. 2в.
Въ А'В'\ вызывается, или, какъ
говорятъ, индуцируется электрическое колебаніе.
Слѣдовательно, АВ излучаетъ электрическую волну,
которая поглощается А'В'. Максвелль доказалъ вычисле-
ніями, что такая электрическая волна обладаетъ ѳсѣми
сѳойствами сеѣтовой волны, той же скоростью рас-
пространенія, тѣми же явленіями отраженія р. преломле-
нія и т. д. Герцъ блестяще подтвердилъ опытами эти
теоретическіе выводы.
Въ настоящее время эта система АВ—А'В' (рис. 2а и
2в) является основной схемой безпроволочнаго телегра-
фированія.
Слѣдовательно, свѣтовая волна представляетъ собой
ни что иное, какъ электрическую или, вѣрнѣе, электро-
магнитную волну очень короткой длины. Благодаря
этой «электромагнитной теоріи свгьта» оптика стала

27 :
частью ученія объ электричествѣ. Мы можемъ себѣ пред-
ставить, что свѣтовой лучъ порождается механическимъ
колебаніемъ чрезвычайно маленькой, электричсски заря-
женной частички массы (см. далѣе).
Въ заключеніе необходимо указать на то, что уравне-
нія Максвелля совершенно независятъ* отъ той картины,
въ видѣ которой мы представляемъ себѣ электрическое
и магнитное измѣненіе структуры эѳира. Максвелль самъ
исходилъ въ своихъ разсужденіяхъ изъ подобныхъ пред-
ставленій; они служили ему лѣсами при постройкѣ зда-
нія его вычисленій. Но послѣ того, какъ онъ составилъ
свои уравненія, онъ могъ удалить всѣ лѣса. Замѣчатель-
но, что получились правильные результаты при пользо-
ваніи такой картиной, правильность которой является
весьма сомнительной, а между тѣмъ въ вѣрности ре-
зультатовъ никто больше не сомнѣвается послѣ, напри-
мѣръ, практическихъ успѣховъ безпроволочнаго теле-
графированія.
Атомиетика.
Элементы. Въ этой главѣ мы будемъ говорить о нѣко-
торыхъ химическихъ фактахъ и предположеніяхъ, слу-
жащихъ основаніями для дальнѣйшихъ разсужденій. На
рис. 3 схематически изображенъ сосудъ, содержащій
воду, въ которой растворено небольшое количество сѣр-
ной кислоты. Къ платиновой пластинкѣ А черезъ метал-
лическій проводникъ все время притекаетъ электричество
отъ какой-нибудь батареи, проходитъ черезъ воду по
направленію стрѣлки и уходитъ обратно черезъ плати-
новую пластинку /С. Слѣдовательно, токъ идетъ отъ
положительнаго конца А металлическаго проводника,
анода, черезъ «подкисленную» воду, «электролитъ», къ
отрицательному концу К металлическаго проводника, къ
«катоду». А и К называются «электродами».
Токъ, проходя черезъ воду, выдѣляетъ на А одинъ

28
3*»
газъ, а на К—Другой (на рис. 3 изображены пузыръки
газовъ). Газъ, выдѣляющійся на анодѣ, называется кис-
лородомъ, а газъ, выдѣляющійся на катодѣ—водоро-
родомъ. Примѣшанная къ водѣ сѣрная кислота каче-
ственно и количественно остается неизмѣнной. Значеніе
этого процесса подробнѣе мы
• fcnSnF" объяснимъ позднѣе. Здѣсь
!?^ насъ интересуетъ прежде
—ш
:c
3-
■ьмшша*
Рис. 3.
всего результатъ его.
Для разложенія воды суще-
ствуютъ еще многіе другіе ме-
тоды; но всегда конечными про-
дуктами являются водородъ и
кислородъ. Всѣ опыты, направ-
ленные къ тому, чтобы оба эти
продукта разложенія воды, ки-
слородъ и водородъ, разложить
на дальнѣйшія составныя части
и получить, такимъ образомъ,
другія вещества съновыми свой-
ствами,—были до сихъ поръ безуспѣшными. Кислородъ
и водородъ кажутся не разложимыми дальше никакими
химическими или физическими средствами; поэтому ихъ
называютъ простыми веществами или «элементамт.
Соединеніе. Вода представляетъ собой соединеніе этихъ
двухъ элементовъ. Вода, какъ «соединеніе», обладаетъ
совершенно другими свойствами, совершенно другимъ
видомъ, совершенно другимъ дѣйствіемъ, чѣмъ каждый
изъ составляющихъ ее элементовъ.
Важнымъ является количественная сторона опыта,
изображеннаго на рис. 3. Если мы соберемъ выдѣляю-
ідійся водородъ, а также кислородъ и взвѣсимъ эти
количества, то всегда мы найдемъ между ними одно и
то же вѣсовое отношеніе: 2 къ 16. Напр., 2 імиллиграмма
водорода и 16 миллиграммовъ кислорода, или 2 лота и
16 лотъ и т. д.
Если мы подвергнемъ дѣйствію электрической искры

29
смѣсь, оостоящую, напр., изъ 2 миллигр. водорода и Hi
миллигр. кислорода (или 2 и 16 лот.), то вссь газъ ис-
чезнетъ, и мы получимъ изъ него 2-J-16, т.-с. 18 милли-
граммовъ воды (или 18 лот. и т. д.). Вышеприведенное
разложеніе, такъ же, какъ и это соединеніе доказываютъ,
что 18 вѣсовыхъ частей воды предстдвляютъ собой со-
единеніе, въ которомъ химически соединены между со-
бой двѣ вѣсовыхъ части водорода и шестнадцать вѣ-
совыхъ частей кислорода.
Соединительные вѣса. Во всѣхъ случаяхъ, когда от-
дѣльные химическіе элементы образуютъ соединенія,
это происходитъ всегда въ опредѣленныхъ вѣсовыхъ
отношеніяхъ, которыя являются различными для различ-
ныхъ элементовъ и различныхъ соединеній.
Другимъ примѣромъ можетъ служить разложеніе хло-
ристаго водорода (соединенія хлора съ водородомъ) на
составляющіе его элементы и, наоборотъ, сосдшіеніе эле-.
ментовъ, хлора и водорода, въ хлористоводоррдлый газъ.
Хлористый водородъ по своимъ свойствамі> во всемъ
отличается отъ свойствъ и дѣйствій составляюіцихъ его
элементовъ. Но всегда 1 вѣсовая часть водорода соеди-
няется съ 35,5 вѣсовыми частями хлоря, образуя 36,5
вѣсовыхъ частей хлористаго водорода.
Третьимъ примѣромъ можстъ служить обыкновенная
поваренная соль (хлоридъ натрія или хлорнстый натрій).
Эта соль представляетъ собой соединеніе элемсита натрія
съ элементомъ хлоромъ, при чемъ всегда въ 58,5 вѣсо-
выхъ частяхъ поваренной соли мы находимъ 23 вѣсо-
выхъ части натрія и 35,5 вѣсовыхъ частей хлора.
Почему хлоръ въ только что названныхъ соединеніяхъ,
а также и въ другихъ, здѣсь не приведенныхъ,—всегда
встрѣчается въ опредѣленномъ вѣсовомъ отношеніи,
равномъ 35,5 (одинъ разъ съ водородомъ, другой разъ
съ натріемъ)? Имѣютъ ли болѣе глубокое значеніе эти
числа,—35,5 для хлора, 23 для натрія или 16 для кисло-
рода? Почему у водорода два характерныхъ числа, 1 для
хлористоводороднаго газа и 2 для воды?

30
Ha йашихъ немйогихъ примѣрахъ мы познакомились
только съ четырьмя элементами; существуютъ ли подоб-
ныя отношенія также во всѣхъ другихъ случаяхъ?
Кратныя отношенія. Въ настоящее время извѣстны 80
элементовъ. Изъ соединенія между собою этихъ 80 не
разлагаемыхъ далѣе веществъ, возникаетъ почти необо-
зримое разнообразіе всѣхъ химическихъ веществъ, цѣ-
лый міръ тѣлъ извѣстной намъ части вселенной. Каждое
изъ этихъ соединеній представляетъ собой соединеніе
элементовъ, всегда въ опредѣленныхъ вѣсовыхъ отно-
шеніяхъ. Во всѣхъ тѣхъ соединеніяхъ, гдѣ встрѣчается,
напр., хлоръ, число 35,5 такъ же характерно для этого
элемента, какъ 16 для кислорода, или 23 для натрія, или
1 для водорода. Но подобно тому, какъ для водорода
въ водѣ вмѣсто 1 мы находимъ 2, такъ точно суще-
ствуютъ еще соединенія, въ которыхъ соединительный
вѣсъ водорода можетъ подняться до 3, 4 и т. д.; суще-
ствуютъ также соединенія, въ которыхъ соединитель-
ный вѣсъ натрія 23, повторяется 2 или 3 раза, и т. д.,
или же соединительный вѣсъ хлора 35,5 повторяется
тоже 2 или 3 раза, и т. д. Изъ этихъ данныхъ опыта,
изъ этого закона кратныхъ отношеній мы нигдѣ не встрѣ-
чаемъ исключеній. Элементы всегда соедияяются другъ
съ другомъ или сѳоими соединителъными -вѣсами
или цѣлыми кратныш этихъ вѣсовъ.
Понятіе объ атомѣ. Предположимъ, что какое-нибудь
количество водорода состоитъ изъ большого числа во-
дородныхъ атомовъ; буква Н служитъ сокращеннымъ
символомъ для обозначенія такого отдѣльнаго водород-
наго атома. Точно такъ же кусокъ металла натрія состо-
итъ изъ большого числа атомовъ натрія; символомъ
этого атома служитъ Na. Атомы кислорода обознача-
ются буквой О, атомы хлора—С/. Отдѣльные атомы ка-
ждаго элемента должны быть совершенно одинаковы,
но атомы различныхъ элементовъ должны отличаться
другъ отъ друга.
Атомистическая теорія требуетъ, чтобы массы, бу-

31
детъ ли это тяжесть или инерція, нашихъ четырехъ ато-
мовъ:
Л Na 0 CI относились другъ къ другу,
какъ 1 къ 23 къ 16 къ 35,5.
Если бы мы могли, слѣдов., отдѣльные атомы взвѣ-
сить на вѣсахъ (что невозможно въ.виду малой вели-
чины атомовъ), то атомъ Na былъ бы въ 23 раза, атомЪ
О въ 16 разъ, С/ атомъ въ 35,5 разъ тяжелѣе атома Н.
Соединеніе двухъ или нѣсколькихъ атомовъ назы-
вается молекулой (частицей). Слѣдов., если раздѣлить
соединеніе только физически на его мельчайшія части,
то послѣдними составными частями будутъ молекулы.
Дальнѣйшее, уже химическое, разложеніе этихъ моле-
кулъ приведетъ къ атомамъ. Въ нашихъ примѣрахъ ка-
ждая отдѣльная молекула состоитъ изъ:
соединеніе.
изъ атомовъ.
..... і
символъ
молехулы.
вода
хлористый водородъ
хлористый натрій ..
2Яи10
1 Я и 1 СІ
1 Nan 1 CI
Н20
HC1
NaCl
Химическое или электрическое расщепленіе каждой
отдѣльной молекулы воды даетъ одинъ атомъ О и два
атома Я. Поэтому, если мы будемъ разлагать какое
угодно количество воды, въ конечномъ резулыатѣ мы
всегда получимъ по 2 атома Н на каждый атомъ О;
поэтому отношеніе количествъ кислорода и водорода,
выдѣлившихся изъ любого количества воды, должно на-
ходиться въ пропорціи 16:2, какъ это показали наши
прежнія вычисленія. Каждая отдѣльная молекула НСІ
распадается на одинъ Я-атомъ и одинъ С/-атомъ,
въ вѣсовомъ отношеніи 1:35,5, и это всегда такъ для
любого числа молекулъ НСІ. Точно такъ же разложеніе
куска NaCl какой угодно величины всегда даетъ 23 вѣ-
совыхъ части Na на 35,5 вѣсовыхъ частей С/.

32
Основаніемъ химичесной, атомистической гипотезы
служитъ, слѣдоѳ., тотъ фактъ, что отдѣльные хими-
ческіе элементы образуютъ химическія соединенія
no вполнѣ опредѣленныяъ вѣсовымъ отношеніямъ.
Числа 1, 23, 16, 35,5 и т. д. казываются относитель-
ными атомными вѣсами водорода, натрія, кислорода,
хлора и т. д. Эти атомные вѣса всѣхъ химическихъ
элементовъ опредѣлены чрезвычайно точно. Атомные вѣ-
са не представляютъ собой, какъ думали раныые, точные
кратные одного водороднаго атома, но только приблизи-
тельно близкіе къ этимъ кратнымъ.
Сначала кажется безразличнымъ, • насколько малыми
мы представляемъ себѣ эти основные камни зданія всего
существующаго. Для нашего воображенія каждый ку-
сокъ, даже самый маленыгій, можно раздѣлить на еще
меныиія части. Но добытый въ послѣднее время факти-
ческій матеріалъ привелъ насъ къ опредѣленному пред-
ставленію объ этихъ мельчайшихъ, практически недѣ-
лимыхъ никакими средствами, составныхъ частицахъ мас-
сы, которыя и были, поэтому, окрещены именемъ
«атомъ», что значитъ недѣлимый. Пятьдесятъ лѣтъ тому
назадъ великій англійскій физикъ Максвелль назвалъ
атомы послѣдними камнями, изъ которыхъ «Онъ» по-
строилъ міръ.
Но самые послѣдніе опыты показали, что употребле-
ніе понятія атома представляетъ собой только преходя-
щій этапъ въ развитіи нашихъ представленій о преры-
вистомъ- строеніи матеріи, такъ какъ должны существо-
вать еще болѣе крошечныя частицы. Объ этомъ мы бу-
демъ говорить въ одной изъ слѣдующихъ главъ. Пре-
жде мы покажемъ, какъ удалось придти къ представле-
нію о дѣйствителыюй величинѣ этихъ химическихъ
атомовъ и молекулъ.

33
0 тѳоріи вѣроятноети.
Въ слѣдующихъ главахъ намъ придется часто прибѣ-
гать къ помощи теоріи вѣроятности; чтобы не остана-
вливаться тогда въ ходѣ разсужденій, мы разъяснимъ
здѣсь вкратцѣ на нѣкоторыхъ просйыхъ примѣрахъ
основныя начала этой теоріи.
Въ досчатомъ заборѣ расположенъ рядъ примыкаю-
щихъ другъ къ другу вертикальныхъ досокъ, какъ это
изображено на рис. 4. Нахо-
ѵ ѵ Рис. 4.
е9 d' е' V a, bed
ТТГ
тт
HI f
4
\
т
іг
40 ¥90 І80Э0Ф J3O360 180 100 40
ДЯІДІЙСЯ ВЪ большомъ ОТ-
даленіи стрѣлокъ долженъ
произвести нѣсколько сотъ
выстрѣловъ въ одну изъ
этихъ досокъ, расположен-
ную посрединѣ (на рис. 4
заштрихованную чернымъ).
Онъ будетъ часто попадать
въ эту цѣль, но иногда бу-
детъ промахиваться и по-
падать въ сосѣднія доски
направо и налѣво. Эта стѣ-
на настолько высока, что
исключается возможность
перелета пуль надъ ней или
подъ ней; для насъ важно только то, что пули вообще
будутъ попадать въ доски, будетъ ли это выше или
ниже, для насъ безразлично.
Въ результатѣ стрѣльбы окажется, напр., что въ цѣль
а попало 330 выстрѣловъ. Въ доску Ьу непосредственно
примыкающую справа, или Ь\ примыкающую слѣва, по-
пало по 300 выстрѣловъ. Эти произвольныя числа под-
писываемъ подъ соотвѣтствующими досками.
Этотъ общій результатъ кажется еще болѣе яснымъ
въ формѣ «діаграммы», рис. 5. Здѣсь совершенно ана-
логично рис. 4, надъ а проведена штриховая линія, ко-
3

34
торая изображаетъ 330 въ любыхъ единицахъ длины.
При bub' эта длина равна 300 и т. д., при е и е'
только 40 и т. д. Отсюда видно, что небольшое откло-
неніе отъ наиболѣе вѣроятнаго числа, т.-е. въ нашемъ
случаѣ отъ цѣли а, встрѣчается довольно часто, въ то
время, какъ очень болыиія отклоненія рѣдки. Кривая,
изображенная на рис. 5, представляетъ собой кривую
вѣроятности. Форма этой кривой можетъ быть весьма
различной. Лучшій стрѣлокъ будетъ
чаще попадать и дѣлать меньше про
маховъ; на рис. 6 изображенъ резуль-
татъ такой стрѣльбы.
Естествознаніе имѣетъ часто дѣло
съ такими разсужденіями, основанны-
ми на вѣроятности. Если извѣстны всѣ
предшествующія условія какого-нибудь
событія, то вѣроятность равна досто-
вѣрности. Если опредѣленный электри-
ческій токъ проходитъ черезъ опредѣ-
ленное тѣло,то можно совершенко точ-
но предсказать выдѣляемое при этомъ
количество теплоты. Но если пред-
шествующія условія событія извѣстны намъ только от-
части, то предсказаніе не можетъ быть опредѣленнымъ.
Я не могу сказать, какую температуру будетъ показы-
вать мой термометръ у наружнаго окна моего каби-
нета въ слѣдующую полночь Новаго Года. Я могу дер-
жать болыиое пари, что эта температура, напр., не бу-
детъ равна +20 градусамъ Цельсія, или —40 граду-
самъ Цельсія. Но такое пари тоже никто не сталъ бы
держать. Потому, конечно, что средняя температура за
мното, много лѣтъ, равнялась, напр., —2 градусамъ. Но
могу.ли я съ увѣренностью держать пари за это число?
Если пари идетъ объ одной опредѣленной новогодней
ночи, тогда нѣтъ; потому что температура можетъ быть
немного выше или немного ниже. Но если держать пари
о томъ, что средняя температура этой ночи въ ближай-

35
шія десять лѣтъ будетъ. — 2 градуса, то будетъ ужс
больше шансовъ на успѣхъ; еще благопріятнѣе бы;и>
бы пари на 100 лѣтъ, предполагая, что не произойдетъ
никакого измѣненія въ солнечномъ излученіи (появле-
нія большихъ солнечныхъ пятенъ и т. п.).
Слѣдов., всѣ разсужденія, основанныя на вѣроят-
ностПу имѣютъ значеніе только для очень болыиихъ
чйселъ.
Если число случаевъ очень велико, гораздо больше,
чѣмъ въ предыд>тцёмъ примѣрѣ, то выводы при по-
мощи теоріи вѣроятности пріобрѣтаютъ значеніе, кото-
рое можно обозначить словомъ «увѣренность».
Страховыя общества имѣютъ дѣло съ несчастными
происшествіями, смертями, пожарами, которые только
кажутся случайными. Бальшое число одноврсменныхъ и
различныхъ страхованій позволяютъ сдѣлать точное вы-
численіе конечнаго резуліл^а. Или: доходы отъ малень-
кой правительственной лоттереи въ Австріи, отнимающей
у бѣдныхъ послѣдній грошъ, настолько вѣрны, что
австрійскій министръ финансовъ включилъ въ государ-
ственный бюджетъ опредѣленную статыо дохода съ нея.
Кинѳтичѳская теорія газовъ.
Кииетическо-атомистическія представленія. Фундамен-
тальное значеніе химической атомной ^еоріи естественно
повліяло также на развйтіе физическихъ представленій.
Здѣсь также стала очевидной необыкновенная цѣн-
ность этой гипотезы. Механическое міровоззрѣніе есте-
ственно должно было разсматривать атомъ, какъ массу,
сообразно законамъ механики. При стремленіи все объ-
яснить при помощи движенія молекулъ и атомовъ, не-
обходимо должна была возникнуть кинетическо-атоми-
стическая теорія матеріи. Эта теорія безконечно много
сдѣлала для установленія и укрѣпленія понятія объ
3*

■ 36 • - '
атомѣ. Однѣ химическія спекуляціи никогда не гіошли
бы такъ далеко.
Мы попробуемъ показать это на примѣрѣ кинетической
теоріи газовъ, потому чтр законы физическихъ отно-
шеній газовъ гораздо проще и яснѣе законовъ твер-
дыхъ и жидкихъ тѣлъ.
Твердыя тѣла. Твердое тѣло обладаетъ опредѣленной
формой и опредѣленнымъ объемомъ; слѣдов., отдѣль-
ныя части его закрѣплены въ своемъ взаимномъ распо-
ложеніи. Сдвиганіе ихъ или раздѣленіе требуетъ боль-
шой силы. Молекулы ихъ остаются связанными въ
своихъ опредѣленныхъ положеніяхъ раѳновѣсія. Онѣ
могутъ производить только небольшія дрожащія или ко-
лебательныя движенія вокругъ своего мѣста. Точно
такъ же атомы могутъ двигаться внутри молекулы, ко-
нечно, не выходя за предѣлы ея, такъ какъ тогда полу-
чилось бы расщепленіе молекулы, химическое раздѣле-
ніе ея. Эти молекулярныя и атомныя движенія быва-
ютъ тѣмъ сильнѣе, чѣмъ болѣе нагрѣто тѣло.
Жидкія тѣла. Молекулы жидкости также взаимно при-
тягиваются, но онѣ еще могутъ скользить другъ мимо
друга, могутъ сдвигаться съ мѣста. Сила тяжести,
напр., можетъ вызвать такой сдвигь, что молекулы, дви-
гаясь одна возлѣ другой, скользятъ по возможности кни-
зу. Поэтому жидкость не обладаетъ опредѣленной фор-
мой, но должна имѣть опредѣленный объемъ. Мы долж-
ны каждую жидкость поддерживать снизу и съ боковъ,
т.-е. заключать въ какой-нибудь сосудъ, чтобы воспре-
пятствовать этому соскальзыванію молекулъ. Соскаль-
зываніе молекулъ внизъ дѣлаетъ невозможнымъ обра-
зованіе возвышеній на поверхности жидкости; поэтому
поверхность ея всегда должна быть гориэонтальной.
Газообразныя тѣла. Газъ, наоборотъ, не имѣетъ ни
опредѣленной формы, ни опредѣленнаго объема. Въ ла-
бораторіяхъ мы должны закрывать наши газы со всѣхъ
сторонъ, также и сверху, потому что они улетаютъ во
всѣ стороны и наверхъ. Такой замкнутый со всѣхъ сто-

—===== 37 ========
ронъ газъ будетъ производить извнутри на стѣнки да-
влеяіе- Оболочка, окружающая газъ, должна выдержи-
вать это давленіе, иначе она лопнетъ. Если мы удвоимъ
количество газа въ томъ же самомъ оосудѣ, то и да-
вленіе увеличится вдвое. Если мы это количество утро-
имъ, то и давленіе, производимое яа стѣнки сосуда,
утроится. Давленіе, производимое газомъ извнутри во
всѣ стороны, прямо пропорціонально количеству его%
находящемуся ѳъ опредѣленномъ объемѣ. Этотъ за-
конъ называется закономъ Бойль-Маріотта, и дѣйству-
етъ только въ томъ случаѣ, если темперртура газа не
измѣняется.
Съ увеличеніемъ температуры газа увеличивается так-
же давленіе его. На скалѣ Цельсія стоитъ нуль при
температурѣ плавленія льда. Можно сдѣлать упрощеніе,
не измѣняя скалы, перенеся нуль на 273 дѣленія ниже,
на —273°; тогда мы получимъ всѣ измѣренія въ такъ
назыв. «абсолютныхъ» градусахъ температуры; зависи-
мость между давленіемъ газа и температурой выра-
жается при этомъ такъ: давленіе газа прямо пропор-
ціонально абсолютной температурѣ. Если мы будемъ
нагрѣвать какой-нибудь газъ съ 0° до 100° Цельсія, то
въ градусахъ абсолютной температуры это будетъ зна-
чить, что мы его нагрѣли съ 273 до 373, и въ той же
мѣрѣ, какъ возрастаютъ эти числа, увеличивается да-
вленіе газа вслѣдствіе этого нагрѣванія. Нулевая точка
абсолютной температуры или —273 градуса Цельсія на-
зывается «абсолютнымъ нулемъ».
Эти законы являются идеальными законами, прибли-
женіями къ дѣйствительности, которыя въ извѣстныхъ
границахъ даютъ въ высшей степени интересныя исклю-
ченія.
Кинетическая теорія газовъ. Какъ объясняетъ кинети-
ческая-теорія газовъ эти газовые законы?
По кинетической теоріи газовъ, совершенно упругія
газовыя молекулы движутся прймолинейно и свободно
въ пространствѣ, до тѣхъ поръ, пока не ударяются о

38
стѣнку сосуда или о другую газовую молекулу; тогда
онѣ отскакиваютъ обратно. Такимъ образомъ летаютъ
молекулы по всѣмъ направленіямъ, взадъ и впередъ, иог
добно комарамъ въ комариномъ роѣ.
Если бы нѣкоторое количество газа находилось во
вселенной, гдѣ не дѣйствуетъ сила тяжести, то молекулы*
которыя почти не притягиваются другъ къ другу, благо-
даря незначительнымъ размѣрамъ своей массы, совер-
шенно разсѣялись бы. Каждое количество идеальнаго
газа распространилось бы постепенно по болыіюму про-
странству. Но количество газа на нашей землѣ, благо-
даря тому, что молекулы обладаютъ тяжестью, притяги-
вается большой массой земли; такъ образуется воздуш-
ная оболочка земли. Если газъ замкнутъ со всѣхъ сто-
ронъ, то давленіе его порождается ударами молекулъ о
стѣнки заключающаго его сосуда. Общее дѣйствіе этой
молекулярной бомбардироѳки представляетъ собой
давленіе газа.
Эта бомбардировка будетъ тѣмъ больше, чѣмъ болыне
молекулъ ударяется объ окружающія ихъ стѣнки. Удваи-
вая въ опредѣленномъ пространствѣ количество газа,
мы удваиваемъ число летающихъ взадъ и впередъ моле-
кулъ. Поэтому каждая часть стѣнки получитъ двойное
количество ударовъ, давленіе газа удвоится. Это законъ
Бойль-Маріотта. Предположимъ, что бысірота движеній
молекулъ увеличивается при повышеніи температуры,
тогда давленіе газа должно также увеличиться съ темпе-
ратурой. Математическая обработаа этого представленія
ариводитъ къ закону пропорціональности газоваго давле-
нія.абсолютной температурѣ. :
Только что изложенное кикетическре изображеніе прр-
стыхъ законовъ идеальныхъ газовъ представляетъ собой
только начало (приблизительно 1856 г.) далеко идущаго
впередъ механическаго воззрѣнія на всѣ явленія газовъ,
а также на многія явленія твердыхъ и жидкихъ тѣлъ.
Скорость движенія молекулъ газовъ. Если у насъ есть
опредѣленный объемъ газа при опредѣленной тем-

===__ 39 ==============
пературѣ, то мы можемъ опытнымъ путсмъ измѣрить
давленіе и количество, имѣющагося у ласъ, газа. Съ дру-
гой стороны, можно вычислить, какъ велика должна ,быть
скорость частачекъ газа, общее количество которыхъ
намъ извѣстно,—для того, чтобы получилось дѣйстви-
тельно наблюдаемое давленіе. Масса.каждой отдѣльной
молекулы намъ еще неизвѣстна; но для вычисленія ско-
рости совершенно безразлично, раздѣлимъ ли мы имѣю-
щееся у насъ опредѣленное количество газа на тысячу
или на милліонъ частицъ. Общій эффектъ удара будетъ
одинаковъ и въ этомъ случаѣ, если, напр., изъ милліона
частидъ каждая будетъ ударять отдѣльно, какъ и въ
томъ случаѣ, если это будутъ группы по десяти частицъ.
Въ первомъ случаѣ будетъ въ 10 разъ болыие ударовъ,
но ва то каждый ударъ будетъ въ 10 разъ слабѣе, чѣмъ
во второмъ случаѣ, когда дѣйствующая при одномъ уда-
рѣ масса въ 10 разъ большая, Слѣдов., въ разсчетъ
не принимается величина ударяющихся частицъ, важна
только общая масса, т.-е. то, что мы легко можемъ опре-
дѣлить посредствомъ взвѣшиванія газа. Поэтому, если
извѣстное изъ опыта давленіе зависитъ оп^ извѣстной
изъ опыта массы и неизвѣстной скорости, то получается
уравненіе, изъ котораго мы можсмъ вычислить скорость
движенія молекулы газа. Это уравнеиіс дастъ для моле-
кулы вбздуха, представляющей собой смѣсь почти оди-
наково тяжелыхъ молекулъ кислорода и азота, прибли-
зительно 500 метровъ въ секунду. Такова должна быть
скорость полета молекулъ воздуха по кинетической тео-
ріи газовъ, чтобы получилось дѣйствительно наблюдае-
мое давленіе (согласно съ закономъ Маріотта). 1 кубиче-
скій сантиметръ водороднаго газа въ 14 разъ легче одно-
го куби^ескаго сантиметра воздуха. Для того, чтобы вну-
треннее движеніе этой массы вызывало такое же внѣш-
нее давленіе, что и воздухъ, эти болѣе легкія частицы
должны двигаться гораздо скорѣе; вычисленіе показы-
ваетъ, что онѣ (соотвѣтственно корню квадратному изъ
ихъ плотности) должны летать въ четыре раза скорѣе,