Анти-Дюринг. Диалектика природы (сборник)

Правда, термин «энергия» отнюдь не дает правильного выражения всему отношению движения, ибо он охватывает только одну сторону его – действие, но не противодействие.

Кроме того, он допускает видимость того, будто «энергия» есть нечто внешнее для материи, нечто привнесенное в нее. Но во всяком случае этот термин заслуживает предпочтения перед выражением «сила».

Представление о силе заимствовано, как это признается всеми (начиная от Гегеля и кончая Гельмгольцем), из проявлений деятельности человеческого организма по отношению к окружающей его среде. Мы говорим о мускульной силе, о поднимающей силе рук, о прыгательной силе ног, о пищеварительной силе желудка и кишечного тракта, об ощущающей силе нервов, о секреторной силе желез и т. д. Иными словами, чтобы избавиться от необходимости указать действительную причину изменения, вызванного какой-нибудь функцией нашего организма, мы подсовываем некоторую фиктивную причину, некоторую так называемую силу, соответствующую этому изменению. Мы переносим затем этот удобный метод также и на внешний мир и, таким образом, сочиняем столько же сил, сколько существует различных явлений.

Естествознание (за исключением разве небесной и земной механики) находилось на этой наивной ступени развития еще и во времена Гегеля, который с полным правом обрушивается против тогдашней манеры придумывать повсюду силы (процитировать соответствующее место)[317 - Энгельс имеет в виду, по всей вероятности, Примечание к параграфу о «Формальном основании» во второй книге «Науки логики» Гегеля. В этом Примечании Гегель издевается над «формальным способом объяснения из тавтологических оснований». «Этот способ объяснения, – пишет Гегель, – нравится именно своей большой ясностью и понятностью, ибо что может быть яснее и понятнее указания, например, на то, что растение имеет свое основание в некоторой растительной, т. е. производящей растения, силе». «Если на вопрос, почему такой-то человек едет в город, указывается то основание, что в городе находится влекущая его туда притягательная сила», то такого рода ответ не более нелеп, чем объяснение при помощи «растительной силы». Между тем, отмечает Гегель, «науки, особенно физические, преисполнены этого рода тавтологиями, которые как бы составляют прерогативу науки».]. Точно так же он замечает в другом месте:

«Лучше сказать, что магнит» (как выражается Фалес) «имеет душу, чем говорить, что он имеет силу притягивать: сила – это такое свойство, которое, как отделимое от материи, мы представляем себе в виде предиката; душа, напротив, есть это движение самого себя, одно и то же с природой материи» («История философии», т. I, стр. 208)[318 - Гегель. «Лекции по истории философии», т. I, ч. I, отд. I, гл. 1, параграф о Фалесе. При работе над «Диалектикой природы» Энгельс пользовался изданием: G. W. F. Hegel. Werke. Bd. XIII, Berlin, 1833, S. 208.].

Теперь мы уже не так легко оперируем силами, как в те времена. Послушаем Гельмгольца:

«Когда мы вполне знаем какой-нибудь закон природы, то мы должны и требовать от него, чтобы он действовал без исключений… Таким образом, закон представляется нам в виде некоторой объективной мощи, и поэтому мы называем его силой. Так, например, мы объективируем закон преломления света как некоторую, присущую прозрачным веществам, силу преломления света, закон химического избирательного сродства – как силу сродства между собою различных веществ. Точно так же мы говорим об электрической контактной силе металлов, о силе прилипания, капиллярной силе и т. д. В этих названиях объективированы законы, охватывающие на первых порах лишь небольшие ряды процессов природы, условия которых еще довольно запутаны… Сила – это только объективированный закон действия… Вводимое нами абстрактное понятие силы прибавляет к этому еще лишь мысль о том, что мы не сочинили произвольно этого закона, что он представляет собой принудительный закон явлений. Таким образом, наше требование понять явления природы, т. е. найти их законы, принимает иную форму выражения, сводясь к требованию отыскивать силы, представляющие собой причины явлений» (цит. соч., стр. 189–191. Доклад на Инсбрукском съезде естествоиспытателей в 1869 г.).

Заметим прежде всего, что это во всяком случае очень своеобразный способ «объективирования», когда в некоторый, – уже установленный как независимый от нашей субъективности и, следовательно, уже вполне объективный, – закон природы вносят чисто субъективное представление о силе. Подобную вещь мог бы позволить себе в лучшем случае какой-нибудь правовернейший старогегельянец, а не неокантианец вроде Гельмгольца. К однажды установленному закону и к его объективности или к объективности его действия не прибавляется ни малейшей новой объективности оттого, что мы подставим под него некоторую силу; здесь присоединяется лишь наше субъективное утверждение, что этот закон действует при помощи некоторой, пока еще совершенно неизвестной силы. Но тайный смысл этой подстановки открывается перед нами тогда, когда Гельмгольц начинает приводить свои примеры: преломление света, химическое сродство, контактное электричество, прилипание, капиллярность, и возводит законы, управляющие этими явлениями, в «объективное» благородное сословие сил. «В этих названиях объективированы законы, охватывающие на первых порах лишь небольшие ряды процессов природы, условия которых еще довольно запутаны». И именно здесь «объективирование», являющееся скорее субъективированием, приобретает известный смысл: мы ищем иной раз прибежища в слове «сила» не потому, что мы вполне познали закон, но именно потому, что мы его не познали, потому, что мы еще не выяснили себе «довольно запутанных условий» этих явлений. Таким образом, прибегая к понятию силы, мы этим выражаем не наше знание, а недостаточность нашего знания о природе закона и о способе его действия. В этом смысле, в виде краткого выражения еще не познанной причинной связи, в виде уловки языка, слово «сила» может допускаться в повседневном обиходе. Что сверх того, то от лукавого. С тем же правом, с каким Гельмгольц объясняет физические явления из так называемой силы преломления света, электрической контактной силы и т. д., средневековые схоластики объясняли температурные изменения из vis calorifica[319 - Теплотворной силы. – Ред.] и vis frigifaciens[320 - Охлаждающей силы. – Ред.], избавляя себя тем самым от необходимости всякого дальнейшего изучения явлений теплоты.

Но и в вышеуказанном смысле термин «сила» неудачен. А именно, он выражает все явления односторонним образом. Все процессы природы двусторонни: они основываются на отношении между, по меньшей мере, двумя действующими частями, на действии и противодействии. Между тем представление о силе, благодаря своему происхождению из действия человеческого организма на внешний мир и, далее, из земной механики, предполагает мысль о том, что только одна часть – активная, действенная, другая же – пассивная, воспринимающая, и таким образом устанавливает пока что недоказуемое распространение полового различия на неживую природу. Противодействие второй части, на которую действует сила, выступает здесь в лучшем случае как какое-то пассивное противодействие, как некоторое сопротивление. Правда, эта концепция допустима в целом ряде областей и помимо чистой механики, а именно там, где дело идет о простом перенесении движения и количественном вычислении его. Но ее уже недостаточно в более сложных физических процессах, как это доказывают собственные примеры Гельмгольца. Сила преломления света заключается столько же в самом свете, сколько в прозрачных телах. В случае явлений прилипания и капиллярности «сила» заключается безусловно столько же в твердой поверхности, сколько в жидкости. Относительно контактного электричества одно во всяком случае несомненно: а именно то, что здесь играют роль оба металла; а «сила химического сродства», если и находится где-либо, то во всяком случае в обеих соединяющихся частях. Но сила, состоящая из двух раздельных сил, действие, не вызывающее своего противодействия, а заключающее и несущее его в себе самом, – не есть вовсе сила в смысле земной механики, этой единственной науки, в которой действительно знают, что означает слово «сила». Ведь основными условиями земной механики являются, во-первых, отказ исследовать причины толчка, т. е. природу соответственной в каждом случае силы, а во-вторых, представление об односторонности силы, которой противопоставляется некоторая в любом месте всегда себе равная тяжесть таким образом, что, по сравнению с любым расстоянием, проходимым падающим на Земле телом, радиус земного шара считается равным бесконечности.

Но пойдем дальше и посмотрим, как Гельмгольц «объективирует» свои «силы» в законы природы.

В одной лекции 1854 г. (цит. соч., стр. 119) он исследует тот «запас силы, способной производить работу», который первоначально содержала в себе шарообразная туманность, давшая начало нашей солнечной системе.

«Действительно, эта туманность получила колоссальный запас способности производить работу уже в форме всеобщей силы притяжения всех ее частей друг к другу».

Это бесспорно. Но столь же бесспорно и то, что весь этот запас тяжести, или тяготения, сохраняется в неущербленном виде и в теперешней солнечной системе, за исключением разве незначительной части его, утерянной с материей, которая, быть может, была выброшена безвозвратным образом в мировое пространство. Далее:

«И химические силы должны были уже быть налицо, готовые к действию; но так как эти силы могут стать действенными лишь при самом тесном соприкосновении разнородных масс, то, прежде чем началось их действие, должно было произойти сгущение». (стр. 120)

Если мы вместе с Гельмгольцем (см. выше) станем рассматривать эти химические силы как силы сродства, т. е. как притяжение, то мы должны будем и здесь сказать, что совокупная сумма этих сил химического притяжения сохраняется неуменьшенной и в теперешней солнечной системе.

Но на той же самой странице Гельмгольц приводит в качестве результата своих выкладок, что в солнечной системе «теперь имеется примерно лишь

/

доля первоначальной механической силы как таковой».

Как согласовать это? Ведь сила притяжения – как всеобщая, так и химическая – сохранилась в солнечной системе в нетронутом виде. Другого определенного источника силы Гельмгольц не указывает. Правда, согласно Гельмгольцу, указанные им силы произвели колоссальную работу. Но от этого они ни увеличились, ни уменьшились. О каждой молекуле в Солнечной системе, как и обо всей солнечной системе, можно сказать то же самое, что о часовой гире в вышеприведенном примере: «Ее тяжесть не пропала и не уменьшилась». Со всеми химическими элементами происходит то же самое, что сказано выше об углероде и кислороде: вся данная нам масса каждого элемента по-прежнему сохраняется, и точно так же «остается столь же деятельной, как и раньше, вся сила сродства». Что же мы потеряли? И какая «сила» произвела колоссальную работу, которая в 453 раза больше, чем та, которую еще может произвести, по его вычислению, солнечная система? В цитированных местах мы не имеем у Гельмгольца никакого ответа на это. Но дальше он говорит:

«Мы не знаем, имелся ли[321 - В первоначальной туманности.] еще дальнейший запас силы в виде теплоты». (стр. 120)

Но позвольте: теплота есть отталкивательная «сила» и, следовательно, действует в направлении обратном направлению тяжести и химического притяжения. Она есть минус, если последние принимать за плюс. Поэтому если Гельмгольц составляет свой первоначальный запас силы из всеобщего и из химического притяжения, то имеющийся помимо этого запас теплоты должен был бы быть не прибавлен к нему, а вычтен из него. В противном случае нужно было бы утверждать, что солнечная теплота увеличивает силу притяжения Земли, когда она, вопреки ей, превращает воду в пар и поднимает этот пар вверх; или же – что теплота раскаленной железной трубки, через которую пропускают водяной пар, усиливает химическое притяжение кислорода и водорода, между тем как она, наоборот, прекращает его действие. Или же, чтобы пояснить это в другой форме: допустим, что шарообразная туманность с радиусом r, т. е. объемом в

/

?r

, имеет температуру t. Допустим, далее, что другая шарообразная туманность, равной массы, имеет при более высокой температуре Т больший радиус R и объем

/

?R

Ясно, что во второй туманности притяжение – как механическое, так и физическое и химическое – лишь тогда сможет начать действовать с той же силой, как в первой, когда она сократится и вместо радиуса R получится радиус r, т. е. когда соответствующая температурной разности Т – t теплота будет излучена в мировое пространство. Таким образом, более теплая туманность сгустится позже, чем более холодная, и, следовательно, теплота, являясь препятствием для сгущения, оказывается, если стать на точку зрения Гельмгольца, не плюсом, а минусом «запаса силы». Следовательно, когда Гельмгольц предполагает возможность того, что в первоначальной туманности имелось – в форме теплоты – некоторое количество отталкивательного движения, присоединяющееся к притягательным формам движения и увеличивающее их сумму, то он совершает безусловную ошибку в своих выкладках.

Придадим же всему этому «запасу сил» – как опытно доказуемому, так и теоретически возможному – один и тот же знак для того, чтобы стало возможным сложение. Так как пока что мы еще не в состоянии обратить теплоту, не в состоянии заменить ее отталкивание эквивалентным притяжением, то нам придется совершить это обращение для обеих форм притяжения. В таком случае мы должны взять вместо силы всеобщего притяжения, вместо силы химического сродства и вместо той теплоты, которая, возможно, существовала как таковая сверх этих сил уже в самом начале, просто сумму имевшегося в газовом шаре, в момент его обособления, отталкивательного движения, или так называемой энергии. С этим согласуются и выкладки Гельмгольца, когда он вычисляет то «согревание, которое должно было получиться благодаря предполагаемому первоначальному сгущению тел нашей системы из рассеянного вещества туманности». Сводя таким образом весь «запас сил» к теплоте, к отталкиванию, он делает возможной и мысль о том, чтобы к этому «запасу сил» прибавить еще гипотетический «запас силы теплоты». А в таком случае произведенное им вычисление выражает тот факт, что

/

всей имевшейся первоначально в газовом шаре энергии, т. е. отталкивания, уже излучено в виде теплоты в мировое пространство, или, выражаясь точнее, что сумма всего притяжения в теперешней солнечной системе относится к сумме всего имеющегося еще в ней отталкивания как 454:1. Но в таком случае эти выкладки прямо противоречат тексту доклада, к которому они приложены в качестве доказательства.

Но если представление о силе даже у такого физика, как Гельмгольц, дает повод к подобной путанице понятий, то это является лучшим доказательством того, что оно вообще не может иметь научного применения во всех областях исследования, выходящих за пределы вычислительной механики. В механике причины движения принимают за нечто данное и интересуются не их происхождением, а только их действиями. Поэтому если ту или иную причину движения называют силой, то это нисколько не вредит механике как таковой; но благодаря этому привыкают переносить это обозначение также и в область физики, химии и биологии, и тогда неизбежна путаница. Мы уже видели это и увидим еще не один раз.

О понятии работы мы будем говорить в следующей главе.

Мера движения. – Работа[322 - Этот заголовок фигурирует на титульном листе, предпосланном данной главе, и на первой странице самой главы. В оглавлении третьей связки материалов «Диалектики природы» эта глава называется «Две меры движения». Написана она, вероятно, в 1880 или 1881 году.]

«Напротив, я до сих пор всегда находил, что основные понятия этой области» (т. е. «основные физические понятия работы и ее неизменности») «с большим трудом даются тем лицам, которые не прошли через школу математической механики, несмотря на все усердие с их стороны, на все их способности и даже на довольно высокий уровень естественно-научных знаний. Нельзя не признать также того, что это – абстракции совершенно особого рода. Ведь даже такому мыслителю, как И. Кант, понимание их далось нелегко, о чем свидетельствует его полемика с Лейбницем по этому вопросу».

Так говорит Гельмгольц («Научно-популярные доклады», вып. II, Предисловие).

Таким образом, мы вступаем теперь в очень опасную область, тем более, что у нас нет возможности провести читателя «через школу математической механики». Но, может быть, удастся показать, что там, где дело идет о понятиях, диалектическое мышление приводит по меньшей мере к столь же плодотворным результатам, как и математические выкладки.

Галилей открыл, с одной стороны, закон падения, согласно которому пройденные падающими телами пути пропорциональны квадратам времен падения. Наряду с этим он выставил, как мы увидим, не вполне соответствующее этому закону положение, что количество движения какого-нибудь тела (его impeto или momento[323 - Импульс или момент. – Ред.]) определяется массой и скоростью, так что при постоянной массе оно пропорционально скорости. Декарт принял это последнее положение и признал вообще произведение массы движущегося тела на скорость мерой его движения.

Гюйгенс нашел уже, что в случае упругого удара сумма произведений масс на квадраты скоростей остается неизменной до удара и после него и что аналогичный закон имеет силу для различных других случаев движения соединенных в одну систему тел.

Лейбниц был первым, кто заметил, что Декартова мера движения противоречит закону падения. Но, с другой стороны, нельзя было отрицать того, что Декартова мера оказывается во многих случаях правильной. Поэтому Лейбниц разделил движущие силы на мертвые и живые. Мертвыми силами были «давления», или «тяга», покоящихся тел; за меру их он принимал произведение массы на скорость, с которой двигалось бы тело, если бы из состояния покоя оно перешло в состояние движения; за меру же живой силы – действительного движения тела – он принял произведение массы на квадрат скорости. И эту новую меру движения он вывел прямо из закона падения.

«Необходима», – рассуждал Лейбниц, – «одна и та же сила как для того, чтобы поднять тело весом в четыре фунта на один фут, так и для того, чтобы поднять тело весом в один фунт на четыре фута. Но проходимые телом пути пропорциональны квадрату скорости, ибо если тело упало на четыре фута, то оно приобрело двойную скорость по сравнению с той скоростью, которую оно имеет, когда падает на один фут. Но при своем падении тела приобретают силу, с помощью которой они могут снова подняться на ту же самую высоту, с которой упали; следовательно, силы пропорциональны квадрату скорости» (Зутер, «История математических наук», ч. II, стр. 367)[324 - Н. Suter. «Geschichte der mathematischen Wissenschaften». Th. II, Z?rich, 1875, S. 367.].

А далее Лейбниц доказал, что мера движения mv противоречит положению Декарта о постоянстве количества движения, ибо если бы она действительно имела место, то сила (т. е. общее количество движения) постоянно увеличивалась бы или уменьшалась бы в природе. Он даже набросал проект аппарата («Acta Eruditorum», 1690), который – будь мера mv правильной – представлял бы perpetuum mobile[325 - Вечный двигатель. – Ред.], дающий постоянно новую силу, что нелепо[326 - См. работу Канта «Мысли о правильной оценке живых сил», § 92 (I. Kant. Sammtliche Werke. Bd. I, Leipzig, 1867, S. 98–99).//«Acta Eruditorun» («Ученые записки») – первый немецкий научный журнал, был основан профессором О. Менке, издавался на латинском языке в Лейпциге с 1682 по 1782 год; с 1732 г. выходил под названием «Nova Acta Eruditorum» («Новые ученые записки»); в журнале деятельно сотрудничал Лейбниц.]. В наше время Гельмгольц неоднократно прибегал к этому аргументу.

Картезианцы протестовали изо всех сил, и тогда загорелся знаменитый, длившийся много лет спор, в котором принял участие в первом своем сочинении («Мысли о правильной оценке живых сил», 1746)[327 - Хотя на титульном листе первого издания этого сочинения Канта, которое было напечатано в Кенигсберге, указан в качестве года издания 1746, – однако, как это видно, в частности, из посвящения, помеченного 22 апреля 1747 г., в действительности книга была закончена и вышла в свет в 1747 году.] также и Кант, хотя он и неясно разбирался в этом вопросе. Теперешние математики относятся с изрядной дозой презрения к этому «бесплодному» спору, который «затянулся больше чем на сорок лет, расколов математиков Европы на два враждебных лагеря, пока наконец Д’Аламбер своим «Трактатом о динамике» (1743), точно каким-то суверенным решением, не положил конец этому бесполезному спору о словах[328 - Подчеркнуто Энгельсом. – Ред.], к которому собственно и сводилось все дело» (Зутер, цит. соч., стр. 366).

Но ведь казалось бы, что не может все же целиком сводиться к бесполезному спору о словах спор, начатый таким мыслителем, как Лейбниц, против такого мыслителя, как Декарт, и столь занимавший такого человека, как Кант, что он посвятил ему свою первую печатную работу – довольно объемистый том. И действительно, как согласовать, что движение имеет две противоречащие друг другу меры, что оно оказывается пропорциональным то скорости, то квадрату скорости? Зутер слишком легко отделывается от этого вопроса: он утверждает, что обе стороны были правы и обе же – неправы; «выражение «живая сила» сохранилось, тем не менее, до настоящего времени; но теперь оно уже не рассматривается как мера силы[329 - Подчеркнуто Энгельсом. – Ред.], а является просто раз навсегда принятым обозначением для столь важного в механике произведения массы на половину квадрата скорости». (стр. 368)

Таким образом, mv остается мерой движения, а живая сила – это только другое выражение для mv

/2, причем, хотя о последней формуле нам и сообщают, что она очень важна в механике, но мы теперь уже совершенно не знаем, что же собственно она означает.

Возьмем, однако, в руки спасительный «Трактат о динамике»[330 - D'Alembert. «Traite de dynamique». Paris, 1743.] и вглядимся пристальнее в «суверенное решение» Д’Аламбера. Оно находится в Предисловии.

В тексте, – читаем мы там, – весь вопрос совсем не рассматривается из-за «совершенной бесполезности его для механики». (стр. XVII)

Это вполне верно для чисто вычислительной механики, где, как это мы видели выше у Зутера, словесные обозначения суть лишь другие выражения, другие наименования для алгебраических формул, наименования, при которых лучше всего совсем ничего не представлять себе.

Но так как столь крупные ученые занимались этим вопросом, то он, Д’Аламбер, все же хочет вкратце разобрать его в Предисловии. Под силой движущихся тел можно, если ясно мыслить, понимать только их способность преодолевать препятствия или сопротивляться им. Поэтому сила не должна измеряться ни через mv, ни через mv

, а только через препятствия и оказываемое ими сопротивление.