Собрание сочинений, том 20
Шрифт:
В механике мы не встречаем никаких качеств, а в лучшем случае состояния, как равновесие, движение, потенциальная энергия, которые все основываются на измеримом перенесении движения и сами могут быть выражены количественным образом. Поэтому, поскольку здесь происходит качественное изменение, оно обусловливается соответствующим количественным изменением.
В физике тела рассматриваются как химически неизменные или индифферентные; мы имеем здесь дело с изменениями их молекулярных состояний и с переменой формы движения, при которой во всех случаях — по крайней мере на одной из обеих сторон — вступают в действие молекулы. Здесь каждое изменение есть переход количества в качество — следствие количественного изменения присущего телу или сообщенного ему количества движения какой-нибудь формы.
«Так, например, температура воды не имеет на первых порах никакого значения по отношению к ее капельножидкому состоянию; но в дальнейшем, при увеличении или уменьшении температуры жидкой воды наступает момент, когда это состояние сцепления изменяется и вода превращается — в одном случае в пар, в другом — в лед» (Гегель, «Энциклопедия», Полное собрание сочинений, том VI, стр. 217) [298] .
Так, необходим определенный минимум силы тока, чтобы платиновая проволока электрической лампочки накаливания раскалилась до свечения; так, у каждого металла имеется своя температура свечения и плавления; так, у каждой жидкости имеется своя определенная, при данном давлении, точка замерзания и кипения, — поскольку мы в состоянии при наших средствах добиться соответствующей температуры; так, наконец, и у каждого газа имеется своя критическая точка, при достижении которой давление и охлаждение
298
Гегель, «Энциклопедия философских наук», § 108, Добавление. При работе над «Диалектикой природы» Энгельс пользовался изданием: G. W. F. Hegel. Werke. Bd. VI, 2. Aufl, Berlin, 1843, S. 217.
Но свои величайшие триумфы открытый Гегелем закон природы празднует в области химии. Химию можно назвать наукой о качественных изменениях тел, происходящих под влиянием изменения количественного состава. Это знал уже сам Гегель («Логика», Полное собрание сочинений, т. III, стр. 433) [299] . Возьмем кислород: если в молекулу здесь соединяются три атома, а не два, как обыкновенно, то мы имеем перед собой озон — тело, весьма определенно отличающееся своим запахом и действием от обыкновенного кислорода. А что сказать о различных пропорциях, в которых кислород соединяется с азотом или серой и из которых каждая дает тело, качественно отличное от всех других из этих соединений! Как отличен веселящий газ (закись азота N2O) от азотного ангидрида (пятиокиси азота N2O5)! Первый — это газ, второй, при обыкновенной температуре, — твердое кристаллическое тело. А между тем все отличие между ними по составу заключается в том, что во втором теле в пять раз больше кислорода, чем в первом, и между обоими расположены еще три других окисла азота (NO, N2O3, NO2), которые все отличаются качественно от них обоих и друг от друга.
299
Гегель. «Наука логики», кн. I, отд. III, гл. 2, Примечание о примерах узловых линий отношений меры и о том, что в природе якобы нет скачков. При работе над «Диалектикой природы» Энгельс пользовался изданием: G. W. F. Hegel. Werke. Bd. III, 2. AufL, Berlin, 1841, S. 433.
Еще поразительнее обнаруживается это в гомологических рядах соединений углерода, особенно в случае простейших углеводородов. Из нормальных парафинов простейший — это метан, СН4. Здесь 4 единицы сродства атома углерода насыщены 4 атомами водорода. У второго парафина — этана, C2H6 ,— два атома углерода связаны между собой, а свободные 6 единиц сродства насыщены 6 атомами водорода. Дальше мы имеем С3Н8, С4Н10 и т. д. по алгебраической формуле СnН2n+2, так что, прибавляя каждый раз группу CH2, мы получаем тело, качественно отличное от предыдущего. Три низших члена этого ряда — газы; высший известный нам член ряда, гексадекан С16Н34, — твердое тело с точкой кипения 278° С. Точно так же обстоит дело с рядом (теоретически) выведенных из парафинов первичных алкоголей с формулой СnН2n+2O и с рядом одноосновных жирных кислот (формула СnН2n+2O2). Какое качественное различие приносит с собой количественное прибавление С3Н6, можно узнать на основании опыта: достаточно принять в каком-нибудь пригодном для питья виде, без примеси других алкоголей, винный спирт C2H6O, а в другой раз принять тот же самый винный спирт, но с небольшой примесью амилового спирта C5H12O, который образует главную составную часть гнусного сивушного масла. На следующее утро наша голова почувствует это, и к ущербу для себя; так что можно даже сказать, что опьянение и следующее за ним похмелье являются тоже перешедшим в качество количеством: с одной стороны — винного спирта, а с другой — прибавленного к нему С3Н6.
В этих рядах гегелевский закон выступает перед нами между прочим еще и в другой форме. Нижние члены ряда допускают только одно-единственное взаимное расположение атомов. Но если число объединяющихся в молекулу атомов достигает некоторой определенной для каждого ряда величины, то группировка атомов в молекуле может происходить несколькими способами; таким образом могут появиться два или несколько изомеров, имеющих в молекуле одинаковое число атомов С, Н, О, но тем не менее качественно различных между собой. Мы в состоянии даже вычислить, сколько подобных изомеров возможно для каждого члена ряда. Так, в ряду парафинов, для С4Н10 существуют два изомера, для C5H12 —три; для высших членов число возможных изомеров возрастает очень быстро. Таким образом, опять-таки количество атомов в молекуле обусловливает возможность, а также — поскольку это показано на опыте — реальное существование подобных качественно различных изомеров.
Мало того. По аналогии с знакомыми нам в каждом из этих рядов телами мы можем строить выводы о физических свойствах не известных нам еще членов такого ряда и предсказывать с достаточной уверенностью — по крайней мере для следующих за известными нам членов ряда — эти свойства, например точку кипения и т. д.
Наконец, закон Гегеля имеет силу не только для сложных тел, но и для самих химических элементов. Мы знаем теперь, что
«химические свойства элементов являются периодической функцией атомных весов» (Роско и Шорлеммер, «Подробный учебник химии», том II, стр. 823) [300] , что, следовательно, их качество обусловлено количеством их атомного веса. Это удалось блестящим образом подтвердить. Менделеев доказал, что в рядах сродных элементов, расположенных по атомным весам, имеются различные пробелы, указывающие на то, что здесь должны быть еще открыты новые элементы. Он наперед описал общие химические свойства одного из этих неизвестных элементов, — названного им экаалюминием, потому что в начинающемся с алюминия ряду он непосредственно следует за алюминием, — и предсказал приблизительно его удельный и атомный вес и его атомный объем. Несколько лет спустя Лекок де Буабодран действительно открыл этот элемент, и оказалось, что предсказания Менделеева, с совершенно незначительными отклонениями, оправдались. Экаалюминий получил свою реализацию в галлии (там же, стр. 828) [301] . Менделеев, применив бессознательно гегелевский закон о переходе количества в качество, совершил научный подвиг, который смело можно поставить рядом с открытием Леверье, вычислившего орбиту еще не известной планеты — Нептуна.
300
Н. Е. Roscoe und С. Schorlemmer. «Ausfuhrliches Lehrbuch der Chemie». Bd. II, Braunschweig, 1879, S. 823.
301
Периодический закон был открыт Д. И. Менделеевым в 1869 году. В 1870—1871 гг. Менделеев подробно описал свойства нескольких недостававших членов периодической системы элементов. Для обозначения подобных элементов он предложил пользоваться санскритскими числительными (например, «эка» — «один»), присоединяя их в виде приставки к названию предшествующего известного элемента, за которым должны были расположиться соответствующие недостающие члены той же группы. Первый из предсказанных Менделеевым
Этот же самый закон подтверждается на каждом шагу в биологии и в истории человеческого общества, но мы ограничимся примерами из области точных наук, ибо здесь количества могут быть точно измерены и прослежены.
Весьма вероятно, что те самые господа, которые до сих пор поносили закон перехода количества в качество как мистицизм и непонятный трансцендентализм, теперь заявят, что это есть нечто само собой разумеющееся, тривиальное и плоское, что они это применяли уже давно и что, таким образом, им не сообщают здесь ничего нового. Но то, что некоторый всеобщий закон развития природы, общества и мышления впервые был высказан в его общезначимой форме, — это всегда остается подвигом всемирно-исторического значения. И если эти господа в течение многих лет заставляли количество и качество переходить друг в друга, не зная того, что они делали, то им придется искать утешения вместе с мольеровским господином Журденом, который тоже всю свою жизнь говорил прозой, совершенно не подозревая этого [302] .
302
См. примечание 91.
ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ ДВИЖЕНИЯ [303]
Движение, рассматриваемое в самом общем смысле слова, т. е. понимаемое как способ существования материи, как внутренне присущий материи атрибут, обнимает собой все происходящие во вселенной изменения и процессы, начиная от простого перемещения и кончая мышлением. Само собой разумеется, что изучение природы движения должно было исходить от низших, простейших форм его и должно было научиться понимать их прежде, чем могло дать что-нибудь для объяснения высших и более сложных форм его. И действительно, мы видим, что в историческом развитии естествознания раньше всего разрабатывается теория простого перемещения, механика небесных тел и земных масс; за ней следует теория молекулярного движения, физика, а тотчас же вслед за последней, почти наряду с ней, а иногда и опережая ее, наука о движении атомов, химия. Лишь после того как эти различные отрасли познания форм движения, господствующих в области неживой природы, достигли высокой степени развития, можно было с успехом приняться за объяснение явлений движения, представляющих процесс жизни. Объяснение этих явлений шло вперед в той мере, в какой двигались вперед механика, физика и химия. Таким образом, в то время как механика уже давно была в состоянии удовлетворительно объяснить происходящие в животном теле действия костных рычагов, приводимых в движение сокращением мускулов, сводя эти действия к своим законам, имеющим силу также и в неживой природе, физико-химическое обоснование прочих явлений жизни все еще находится почти в самой начальной стадии своего развития. Поэтому, исследуя здесь природу движения, мы вынуждены оставить в стороне органические формы движения. Сообразно с уровнем научного знания мы вынуждены будем ограничиться формами движения неживой природы.
303
Этот заголовок фигурирует в оглавлении третьей связки «Диалектики природы». Написана данная глава, вероятно, в 1880 или 1881 году.
Всякое движение связано с каким-нибудь перемещением — перемещением небесных тел, земных масс, молекул, атомов или частиц эфира. Чем выше форма движения, тем незначительнее становится это перемещение. Оно никоим образом не исчерпывает природы соответствующего движения, но оно неотделимо от него. Поэтому его необходимо исследовать раньше всего остального.
Вся доступная нам природа образует некую систему, некую совокупную связь тел, причем мы понимаем здесь под словом тело все материальные реальности, начиная от звезды и кончая атомом и даже частицей эфира, поскольку признается реальность последнего. В том обстоятельстве, что эти тела находятся во взаимной связи, уже заключено то, что они воздействуют друг на друга, и это их взаимное воздействие друг на друга я есть именно движение. Уже здесь обнаруживается, что материя немыслима без движения. И если далее материя противостоит нам как нечто данное, как нечто несотворимое и неуничтожимое, то отсюда следует, что и движение несотворимо и неуничтожимо. Этот вывод стал неизбежным, лишь только люди познали вселенную как систему, как взаимную связь тел. А так как философия пришла к этому задолго до того, как эта идея укрепилась в естествознании, то понятно, почему философия сделала за целых двести лет до естествознания вывод о несотворимости и неуничтожимости движения. Даже та форма, в которой она его сделала, все еще выше теперешней естественнонаучной формулировки его. Положение Декарта о том, что количество [Menge] имеющегося во вселенной движения остается всегда одним и тем же, страдает лишь формальным недостатком, поскольку здесь выражение, имеющее смысл в применении к конечному, применяется к бесконечной величине. Наоборот, в естествознании имеются теперь два выражения этого закона: формула Гельмгольца о сохранении силы и новая, более точная формула о сохранении энергии, причем, как мы увидим в дальнейшем, одна из этих формул высказывает прямо противоположное другой и каждая вдобавок выражает лишь одну сторону отношения.
Если два тела действуют друг на друга так, что в результате этого получается перемещение одного из них или обоих, то перемещение это может заключаться лишь в их взаимном приближении или удалении. Они либо притягивают друг друга, либо друг друга отталкивают. Или, выражаясь терминами механики, действующие между ними силы суть центральные силы, т. е. они действуют по направлению прямой, соединяющей их центры. В настоящее время мы считаем чем-то само собой разумеющимся, что это происходит во вселенной всегда и без исключения какими бы сложными ни являлись иные движения. Мы считали бы нелепым допустить, что два действующих друг на друга тела, взаимодействию которых не мешает никакое препятствие или воздействие третьих тел, обнаруживают это взаимодействие иначе, чем по кратчайшему и наиболее прямому пути, т. е. по направлению прямой, соединяющей их центры [Пометка на полях: «Кант на стр. 22 говорит, что три измерения пространства обусловлены тем, что это притяжение или отталкивание совершается обратно пропорционально квадрату расстояния» [304] .]. Но, как известно, Гельмгольц («Сохранение силы», Берлин, 1847, гл. I и II) [305] дал также математическое доказательство того, что центральное действие и неизменность количества движения [Bewegungsmenge] [306] обусловливают друг друга и что допущение действий нецентрального характера приводит к результатам, при которых движение могло бы быть или создано или уничтожено. Из всего этого следует, что основной формой всякого движения являются приближение и удаление, сжатие и расширение, — короче говоря, старая полярная противоположность притяжения и отталкивания.
304
Энгельс ссылается на издание: I. Kant. Sammtliche Werke. Bd. I, Leipzig, 1867 (И. Кант. Полное собрание сочинений. Т. I, Лейпциг, 1867). На стр. 22 этого тома напечатан § 10 работы Канта «Мысли о правильной оценке живых сил». Основной тезис этого параграфа гласит: «Трехмерность пространства проистекает, по-видимому, из того обстоятельства, что в существующем мире субстанции действуют друг на друга таким образом, что сила действия обратно пропорциональна квадрату расстояния».
305
H. Helmholtz. «Ueber die Erhaltung der Kraft». Berlin, 1847, Abschn. I u. II.
306
В русском языке термин «количество движения» (или «импульс») употребляется в специальном значении произведения массы на скорость (mv). Здесь же речь идет не об этой специальной величине, а об общем количестве движения, о движении в его количественной определенности вообще. «Количество движения» в специальном смысле mv обозначается по-немецки термином «Bewegungsgrose». Между тем здесь и в последующем тексте Энгельс употребляет выражение «Bewegungsmenge», которое мы во избежание смешения с величиной mv и даем в квадратных скобках. Иногда вместо выражения «Bewegungsmenge» Энгельс употребляет выражение «die Masse der Bewegung» — тоже в смысле общего количества всякого рода движения.