Текст книги "Статьи и речи"

Автор книги: Джеймс Максвелл

сообщить о нарушении

Текущая страница: 11 (всего у книги 32 страниц)

Эти свойства вихревых колец подали сэру В. Томсону^14* мысль о возможности построить, основываясь на них, новую форму атомистической теории. Условия, которым должен удовлетворять атом, суть постоянство величины, способность к внутреннему движению или к колебанию и достаточное число возможных признаков, которые позволяли бы объяснять различие между атомами разного рода.

Мельчайшее твёрдое тело, которое воображал Лукреций и принял Ньютон, было изобретено с явной целью объяснить постоянство свойств тел. Но это предположение отказывается служить, если мы захотим дать себе отчёт в колебаниях молекулы, которые обнаруживает спектроскоп. В самом деле, мы можем предположить, что атом – это тело упругое, по это значило бы наградить его тем самым свойством, для объяснения которого, как свойства сложных тел, и было первоначально допущено атомистическое строение тел. Обладающие массой центры сил, которые воображал себе Бошкович, можно было бы рекомендовать скорее математику, который не колеблясь приписал бы им свойства притяжения и отталкивания, согласно некоторому закону расстояния, какой заблагорассудилось бы ему допустить. Такие силовые центры, без сомнения, по природе своей неделимы, но взятые в отдельности, они также неспособны к колебанию. Чтобы получить колебания, мы должны вообразить молекулы, состоящие из нескольких таких центров, по вместе с этим опять вводится возможность полного разделения этих центров. Кроме того, было бы мало научным приёмом, введя атомы как раз для того, чтобы освободиться от сил, действующих на заметных расстояниях, сделать единственной функцией атомов действие на весьма малых расстояниях.

С другой стороны, вихревое кольцо Гельмгольца, которое Томсон представляет себе как истинную форму атома, в большей мере удовлетворяет этому условию, нежели какой-либо из атомов, какие воображали доселе. Во-первых, оно количественно неизменно в отношении его объёма и напряжения – двух независимых количеств. Оно неизменно и качественно – в отношении степени сложности его внутреннего строения: будет ли это замкнутый «узел» или «соединение в цепь» с другими вихревыми кольцами. Вместе с тем оно способно к бесконечным изменениям формы и может совершать колебания различных периодов подобно молекуле. И число существенно различных сцеплений вихревых колец может быть весьма велико, причём нет надобности в допущении весьма высокой степени сложности какого-либо из них.

Но высшее, с философской точки зрения, достоинство этой теории состоит в том, что её успех в объяснении явлений не зависит от искусства, с каким её авторы будто бы «спасают внешние приличия», вводя то одну гипотетическую силу, то другую. Раз вихревой атом пришёл в движение, все его свойства абсолютно устанавливаются и определяются законами движения основной жидкости, которые вполне выражаются основными уравнениями. Ученик Лукреция может рассекать и разрезать свои твёрдые атомы в чаянии, что этим он содействует их соединению для образования миров; последователь Бошковича может придумывать новые законы силы, сталкиваясь с требованиями каждого нового явления; но тот, кто дерзнёт вступить на путь, открытый Гельмгольцем и Томсоном, не обладает этими средствами. Его основная жидкость не обладает иными свойствами, кроме инерции, неизменной плотности и совершённой подвижности, а способ, каким можно следить за движением этой жидкости, есть чистый математический анализ. Трудности этого метода неимоверны, зато слава победы над ними – в своём роде единственная.

Кажется, не может быть сомнения, что столкновение между двумя вихревыми атомами, по общему своему характеру, будет подобно уже описанному столкновению. В самом деле, встреча двух колец дыма в воздухе даёт весьма ясное доказательство упругости вихревых колец.

Но одно из первых, если не самое первое, требование полной теории материи есть объяснение, во-первых, массы и, во-вторых, тяготения. Объяснить массу – это может показаться предприятием абсурдным. Мы вообще предполагаем, что сущность материи – быть носительницей количества движения и энергии, и даже Томсон, в определении своей основной жидкости, приписывает ей обладание массой. Однако, согласно Томсону, хотя основная жидкость и есть единственная истинная материя, но то, что мы называем материей, не есть сама основная жидкость, а способ движения этой основной жидкости. Вихревое кольцо и есть этот способ движения, и оно являет нам пример постоянства и непрерывности существования, которые мы привыкли приписывать самой материи. Основная жидкость, эта единственная истинная материя, совершенно недоступна нашим чувствам, если она не наделена способом движения, превращающим известные её участки в вихревые кольца и таким образом делающим её молекулярной.

Следовательно, в теории Томсона масса тел требует объяснения. Нам нужно объяснить инерцию чего-то, что есть лишь способ движения, инерция неё есть свойство материи, а не способа движения. Хотя вихревое кольцо во всякое данное мгновение обладает определённой энергией и количеством движения, но показать, что тела, построенные из вихревых колец, обладают таким количеством движения и энергией, какие мы в них находим, при настоящем состоянии теории – задача весьма трудная.

От теории, находящейся ещё в периоде младенчества, трудно требовать объяснения тяготения. Со времён Ньютона учение о тяготении было принято и развивалось, пока мало-помалу не приобрело характера скорее исходного факта, нежели факта, подлежащего объяснению.

Кажется сомнительным, рассматривал ли Лукреции тяготение как существенное свойство материи, что, по-видимому, он утверждает в следующих замечательных строках:

Если б клубок шерстяной вещество заключал в себе то же,

Как и свинцовый комок, то и вес был бы равный в обоих,

Так как свойственно каждому телу надавливать книзу. «О природе вещей» (I, 359—361)

Такое истинное мнение Лукреция, и если падение атомов книзу происходит, по его мнению, вследствие их собственной тяжести, то кажется весьма сомнительным, приписывал ли он вес видимых тел ударам атомов. Последнее мнение принадлежит женевцу Лесажу, который изложил его в своём «Lucrece Newtonien» и в «Traite do Physique Mecanique», опубликованном Пьером Прево в Женеве в 1818 г.^15* Теория Лесажа состоит в том, что тяготение тел друг к другу обусловливается ударами потоков атомов, летящих в пространстве по всем направлениям. Эти атомы он называет внемировыми корпускулами, так как представляет себе, что они прилетают со всех сторон из пространств, лежащих за пределами той части системы мира, которая нам сколько-нибудь извёстка. Он представляет себе их настолько малыми, что соударение их с другими внемировыми корпускулами есть событие, случающееся крайне редко. Ударяясь о молекулы обычной материи, они и вызывают стремление тел идти навстречу друг другу. Тело, находящееся в свободном пространстве и предоставленное ударам этих корпускул, получает толчки во всех направлениях, но так как вообще в него попадает столько же ударов с одной стороны, сколько и с другой, то оно не может приобрести, таким образом, ощутимой скорости. Но если имеются два гола в пространстве, то каждое будет служить другому экраном, заграждающим некоторую часть тела, куда удары корпускул попадать не будут, так что поверхности тел, обращённые друг к другу, будут испытывать меньшее число ударов, между тем как число корпускул, ударяющих в других направлениях, остаётся то же самое.

Таким образом, каждое тело будет испытывать побуждение двигаться по направлению к другому действием избытка ударов, падающих на более отдалённые друг от друга стороны тел. Если принять во внимание удары только тех корпускул, которые прибыли из бесконечного пространства, и оставить без внимания те, которые уже ударяли в мировые тела, то легко вычислить– результат действия их на оба тела, полагая, что размеры тел малы сравнительно с расстоянием между ними. Сила притяжения будет прямо пропорциональна произведению площадей сечения тел, нормальных к расстоянию, и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Но притяжение тяготения изменяется прямо пропорционально произведению масс тел, между которыми оно действует, и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Если поэтому можно вообразить, что строение тел таково, что эффективные площади тел пропорциональны их массам, то оба закона будут совпадать. Итак, в этом, по-видимому, и заключается путь, ведущий к объяснению закона тяготения, и если можно будет показать, что он и в других отношениях совместим с фактами, то он может явиться широкой дорогой в самые таинственные области науки.

Сам Лесаж показывает, что для того чтобы эффективная поверхность тела, благодаря которой оно действует на потоки внемировых корпускул подобно экрану, была пропорциональна массе тела, будет ли оно велико или мало, мы должны допустить, что размеры твёрдых атомов тела чрезвычайно малы в сравнении с расстояниями между ними, так что только весьма малая доля корпускул задерживается даже самыми плотными и самыми большими телами. Мы можем представить себе, что потоки корпускул, летящих во всех направлениях, подобны свету, испускаемому равномерно освещённым небом. Можно представить себе, что материальное тело состоит из скопищ атомов, находящихся на значительных друг от друга расстояниях, вроде роя насекомых, летающих в воздухе. Наблюдателю, смотрящему на него с некоторого расстояния, этот рой будет казаться лёгким потемнением неба на некотором участке. Это затемнение и представляет собой действие материального тела, задерживающего полет корпускул. Если часть света, задерживаемого роем, весьма мала, то два таких роя задержат почти то же самое количество света, будут ли они на одной прямой с глазом или нет; но если один из них задерживает заметную часть света, то другому уже не придётся задержать столько же, и эффект двух роев на одной линии с глазом будет меньше суммы двух эффектов в отдельности.

Но мы знаем, что действие притяжения Луны Солнцем и Землёй не различается заметно, рассматривать ли Луну во время затмения или когда затмения нет. Отсюда следует, что число корпускул, задерживаемых телами, имеющими размеры и массы Земли и даже Солнца, весьма невелико в сравнении с числом корпускул, прямо проходящих сквозь Землю или сквозь Солнце, не встречая ни одной молекулы. Для потоков корпускул Земля и Солнце являются просто системами рассеянных в пространстве атомов и представляют собой скорее отверстия, нежели преграды их прямолинейному полёту.

Такова остроумная доктрина Лесажа, посредством которой он стремится объяснить всемирное тяготение. Попытаемся сделать подсчёт этой беспрерывной бомбардировки внемировых телец, со всех сторон летящих на нас.

Мы видели, что Солнце задерживает лишь весьма малую долю корпускул, в него входящих. Земля, которая ещё меньше, задержит ещё меньшую долю их. Часть, задерживаемая малым телом, например фунтовым ядром, будет неизмеримо меньше, ибо толщина этого тела чрезвычайно мала сравнительно с Землёю.

Вес ядра, или его стремление к Земле, согласно этой теории, производится избытком ударов корпускул, идущих сверху, над ударами, идущими снизу и производимыми корпускулами, прошедшими сквозь Землю. Каждое из этих количеств представляет собой чрезвычайно малую долю количества движения всего числа корпускул, проходящих сквозь ядро в секунду, а их разность есть малая доля каждого и, однако, она эквивалентна весу фунта. Скорость корпускул должна быть громадна сравнительно со скоростью какого угодно из небесных тел, иначе, как легко можно показать, они действовали бы как сопротивляющаяся среда, противодействующая движению планет. Но энергия движущейся системы равна половине произведения её количества движения на скорость. Следовательно, энергия корпускул, своими ударами в шар в течение секунды, побуждающих его двигаться к земле, должна выражаться числом футо-фунтов, равным числу футов, которое корпускула проходит в секунду, т. е. не менее тысяч миллионов. Но это лишь малая доля энергии всех ударов, получаемых атомами шара от бесчисленных потоков корпускул, падающих на него со всех сторон.

Следовательно, скорость затраты энергии корпускул на поддержание в одном фунте свойства тяготения по меньшей мере выражается миллионами миллионов футофунтов в секунду.

Что же делается с этим громадным количеством энергии? Если бы корпускулы, ударяясь об атомы, отлетали со скоростью, равной той, какой они до того обладали, они уносили бы с собой свою энергию обратно во внемировые пространства. Но если это имеет место, то корпускулы, отскакивающие от тела в некотором данном направлении, будут и по числу и по скорости в точности эквивалентны тем, которые в этом направлении не пойдут, будучи отклонены телом, и можно показать, что так будет, каков бы ни был вид тела и сколько бы тел ни находилось в поле. Итак, отталкивающиеся корпускулы вполне компенсируют собой корпускулы, отклоняемые телом, и избытка ударов на некоторое другое тело в том или ином направлении не будет.

Следовательно, объяснение тяготения теряет почву, если корпускулы подобны совершенно упругим шарам и отскакивают со скоростью разъединения, равной скорости при сближении. С другой стороны, если они отскакивают с меньшей скоростью, то действие притяжения между обоими телами несомненно будет иметь место, только теперь нужно будет определить, что делается с энергией, которую корпускулы принесли с собой, но не унесли обратно.

Если бы некоторая ощутимая доля этой энергии сообщилась телу в форме теплоты, то количество теплоты, таким образом порождённой, в несколько секунд нагрело бы тело, а подобно этому и всю материальную Вселенную до белого каления.

Сэр В. Томсон высказал мнение, что корпускулы могут иметь такое строение, что уносят с собой свою энергию, если предположить, что часть их кинетической энергии во время соударения превращается из энергии поступательного движения в энергию вращения или колебания. Но тогда корпускулы должны уже быть не просто точками, а материальными системами. Томсон считает их вихревыми атомами, при соударении приходящими в состояние колебания и уходящими с меньшей поступательной скоростью, но в состоянии сильного колебания. Он предполагает также, что вихревая корпускула может снова вернуть свою скорость и потерять часть колебательного движения при встрече с родственными себе корпускулами в бесконечном пространстве.

Мы посвятили этой теории больше места, нежели, по-видимому, она заслуживает, потому что она остроумна и потому что это – единственная теория о причине тяготения, которая была настолько подробно развита, что было возможно обсуждать аргументы за и против неё. Видимо, она не может объяснить нам, почему температура тел остаётся умеренной, между тем как их атомы выдерживают подобную бомбардировку. Температура тел должна стремиться приблизиться к такому значению, при котором средняя кинетическая энергия молекулы тела равнялась бы средней кинетической энергии внемировой корпускулы.

Положим теперь, что существует плоская поверхность, задерживающая все корпускулы. Давление на эту плоскость будет p=NMu², где M – масса корпускулы, N – число корпускул в единице объёма и u – скорость корпускулы, нормальная к плоскости. Мы знаем, что наибольшее давление, существующее во Вселенной, должно быть гораздо меньше этого давления p которое испытывало бы тело, задерживающее все корпускулы. Таким образом, мы можем быть уверены, что N – число корпускул, находящихся в некоторый момент времени в единице объёма, невелико сравнительно со значением N для молекул обыкновенных тел. Следовательно, Mu² должно быть громадно по сравнению с соответствующим количеством для обыкновенных тел, а отсюда следует, что удар корпускул должен нагревать все тела до чрезвычайно высокой температуры. Итак, согласно этой теории, обитаемая Вселенная, на которую мы привыкли смотреть как на сцену, где замечательным образом подтверждается закон сохранения энергии, как основной принцип всей природы, в действительности, что касается рабочего порядка в ней, поддерживается исключительно гигантскими затратами на неё внешней силы, которая неизбежно должна была бы истощаться, если бы средства не доставлялись извне из бесконечного пространства, и которая, если соображения наиболее выдающихся математиков могут в каком-либо отношении оказаться несостоятельными, может в любое мгновение разнести на атомы всю Вселенную.

Но оставим эти умозрения о природе молекул и о причине тяготения и рассмотрим материальный мир как здание, составленное из молекул. Каждая молекула, насколько мы знаем, относится к одному из определённого числа видов. Список химических элементов можно считать перечнем известных видов, которые были изучены в лабораториях. Некоторые из них были открыты посредством спектроскопа, и ещё многие могут быть открыты тем же путём. Спектроскоп был также применён к анализу света Солнца, более ярких звёзд и некоторых туманностей и комет и показал, что свет, испускаемый этими телами, в некоторых случаях подобен свету, излучаемому земными молекулами, а в других – свету, из которого молекулы поглотили некоторые лучи. Таким путём удалось проследить множество совпадений между системами линий, относящихся к известным земным веществам, и соответствующими линиями в спектрах небесных тел.

Значение свидетельств, доставляемых такими совпадениями, можно оценить, рассматривая степень точности, с какой такие совпадения могут быть наблюдаемы. Промежуток между двумя линиями, составляющими фраунгоферову линию D, достигает ⁵/₁₀₀ промежутка между B и G на шкале Кирхгофа. Разницу между положениями двух линий, простирающуюся до ¹/₁₀ этого промежутка, т. е. до ⁵/₁₀₀₀ длины яркой части спектра, можно легко заметить в спектроскопы умеренной силы. Разрешающую способность спектроскопа можно определить, сосчитав, сколько раз наименьший измеримый промежуток содержится в длине видимого спектра. Обозначим её буквой p. В предположенном нами случае p равно приблизительно 5000.

Если солнечный спектр содержит n линий известной степени напряжения, то вероятность, что какая-либо линия спектра газа совпадает с одной из этих линий, равна

1-

⎧

⎩

1-

1

p

⎫

⎭

ⁿ

=

n

p

⎧

⎩

1-

n-1

2

⋅

1

2

+…

⎫

⎭

,

и если p по сравнению с n велико, это выражение приблизительно даст n/p. Если в спектре газа r линий, то вероятность, что каждая из них будет совпадать с одной из линий солнечного спектра, будет приблизительно n^r/p^r. Следовательно, в случае газа, спектр которого содержит несколько линий, мы должны сравнить результаты двух гипотез. Если на Солнце существует большое количество этого газа, то у нас имеются сильнейшие основания ожидать, что все эти r линий будут найдены в солнечном спектре. Если его нет, то вероятность, что r линий из n наблюдаемых линий совпадут с линиями газа, чрезвычайно мала. Если, следовательно, мы найдём в солнечном спектре все r линий на свойственных им местах, то у нас будут самые веские основания к допущению, что этот газ на Солнце существует. Вероятность, что газ на Солнце существует, весьма увеличивается, если линии своей относительной интенсивностью и шириной соответствуют в обоих спектрах.

Отсутствие одной или нескольких линий хаза в солнечном спектре вообще ослабляет эту вероятность, но количество, выводимое из вероятности, зависит от того, что нам известно об изменении относительной интенсивности линий, если температуру и давление газа изменять.

Наблюдаемые совпадения линии нескольких земных веществ с несколькими системами линий в спектрах небесных тел увеличивают свидетельства в пользу учения, чти земные вещества существуют в небесных телах, между тем как открытие в спектрах небесных тел особых линий, не совпадающих ни с одной линией спектров земных тел, не может слишком пошатнуть общего аргумента, а скорее только укажет или что в составе небесного тела существует вещество, ещё не открытое химиками на Земле, или что температура небесного тела такова, что вещество, неразложимое нашими средствами, там распалось на компоненты, неизвестные нам в изолированном состоянии.

Таким образом, мы пришли к представлению, что в далеко отстоящих частях видимой Вселенной существуют молекулы разного рода, причём различные периоды колебания молекул каждого рода или тождественны или так близки к тождеству, что наши спектроскопы не обнаруживают никакой разницы в них. Отсюда мы можем заключить, что эти молекулы подобны друг другу и во всех других отношениях, как, например, в отношении массы. Но для нашей настоящей цели достаточно заметить, что молекула одного и того же рода, например молекула водорода, имеет один и тот же ряд периодов колебаний, возьмём ли мы водород из воды, из каменного угля или из метеоритного железа, и что свет с тем же рядом периодов колебаний долетает до нас от Солнца, от Сириуса и от Арктура.

Такого же рода рассуждения, как и те, что привели нас к убеждению о существовании водорода на Солнце и на звёздах, приводят нас к убеждению и в том, что молекулы водорода во всех этих телах имеют общее происхождение. В самом деле, материальная система, способная к колебаниям, может иметь какой угодно ряд периодов колебаний. Следовательно, вероятность, что две материальные системы, совершенно друг от друга независимые, будут иметь один и тот же ряд периодов колебания, при высокой точности современных спектроскопических измерений так мала, что мы вынуждены допустить, что обе эти системы не независимы друг от друга. Если бы вместо двух таких систем у нас было бесчисленное множество с тем же рядом периодов, то аргумент усилился бы чрезвычайно.

Итак, допустив, что существует родство между любыми двумя молекулами водорода, мы рассмотрим, в чем оно может заключаться.

Можно представить себе взаимодействие двух тел, стремящихся к уподоблению одного другому. Так, двое маятниковых часов, соединённых деревянным стержнем, будут идти синхронно, хотя, в случае отсоединения, их ход отличен. Но если молекулы могли бы даже изменять свои свойства, подобно часам, то между Сириусом и Арктуром нет никакой физической связи соответствующего рода.

Большое число предметов, отличных друг от друга, можно разложить в сорта так, что в каждом сорте будут более или менее однородные. При изготовлении дроби ей дают скатываться с наклонной плоскости. Крупные дробинки приобретают большую скорость и падают дальше, чем мелкие. Так сортируются шарики по величине; в один сорт попадают шарики почти одинакового размера, а те, которые сверх допустимой величины, отклоняются от сферической формы и отбрасываются.

Если первоначально молекулы были бы так же разнообразны, как и дробинки и затем рассортированы, то нам пришлось бы объяснить исчезновение всех тех молекул, которые не подходят под один из весьма ограниченного числа известных нам сортов; а освободиться от некоторого числа неразрушимых тел означало бы решить одну из труднейших задач космогонии.

Известно, что можно сгруппировать живые существа в некоторое число видов, более или менее точно определённых, и что трудно или невозможно найти звенья, образующие непрерывную цепь между ними. Однако всегда появляются индивиды, отличающиеся от своих родителей. Каждый индивидуум в течение своей жизни изменяется и либо выживает и продолжает свой род, либо преждевременно умирает, в зависимости от большей или меньшей приспособленности к окружающей среде. Это позволило создать теорию происхождения видов путём естественного отбора. Но эволюционная теория неприложима к молекулам, ибо отдельные молекулы не родятся и не умирают, не имеют ни родителей, ни потомства и столь мало подвержены влиянию окружающей среды, что две водородные молекулы имеют тождественные свойства, хотя одна из них лежала тысячелетия в каменном угле под землёю, а другая была «окклюдирована» в железе метеорита и попала в руки земного химика после бесконечных странствий в небесных пространствах.

Процессы, распределившие молекулы по отдельным сортам, не из тех, аналоги которым мы могли бы найти в настоящее время, и мы не имеем о них никакого представления. Если мы предположим, что известные нам молекулы построены из ограниченного числа совершенно одинаковых атомов, то мы должны будем приписать ограниченное число сортов молекул ограниченному числу комбинаций атомов, образующих стойкую систему. Если мы примем теорию Бошковича, утверждающую, что первоначальный атом – просто силовой центр, имеющий некоторую определённую массу, то мы можем обойти трудность, возникающую из-за равенства масс всех атомов, допустив – что не противоречит опыту,– что масса не может изменяться непрерывно в сторону увеличения или уменьшения, а что она, по своей природе, дискретна, подобно числу, и что масса атома – единица и все массы суть кратные этой единицы. У нас нет доказательств, что отношение каких-либо двух масс может быть несоизмеримым; в геометрии же несоизмеримость величии – следствие предположения о непрерывности. Если материя построена из атомов, т. е. дискретна, то она непригодна для идеальных геометрических моделей, но в остальном может выполнять свои функции.

По этой теории, равенство масс различных атомов не есть результат какого-то механизма количественного приспособления, а зависит от самой природы массы. Однако соответствие периодов колебаний существующих молекул – факт иного порядка.

Известно, что существует излучение со всевозможными частотами как внутри видимого спектра, так и за пределами его в обе стороны. Самый сильный спектроскоп не может обнаружить прерывности в спектре раскалённой извести. Частота колебаний светящейся частицы, следовательно, сама по себе может принимать значения, если не непрерывные в математическом смысле слова, все же не отличающиеся друг от друга менее чем на одну десятитысячную. Значит, сама природа времени позволяет молекуле колебаться с любой из многих тысяч различных наблюдаемых частот.

Частота колебаний отдельной частицы определяется соотношением между соответствующим смещением и вызываемой им силой возврата, в которое входят постоянные пространства, времени и массы.

Рассмотрим теперь это равенство постоянных пространства и времени для всех молекул одного сорта. Мы видели, что различные условия, в которых находились эти молекулы одного рода, даже в течение многих столетий, не привели к заметной разнице в значении этих постоянных. Но если различные процессы в природе с начала мира не смогли привести к какой-либо заметной разнице, то мы должны заключить, что однообразие этих постоянных не есть следствие каких-либо естественных процессов.

Итак, образование молекул – явление, несвойственное нашему времени. Насколько известно, оно не совершается ни на Земле, ни на Солнце, ни в звёздах, ни теперь, ни с тех пор, как эти тела образовались. Мы должны его отнести к той эпохе, когда образовались существующие законы природы, и пока не распадутся не только эти тела, но и существующие законы природы, у нас нет оснований ожидать повторения подобного процесса.

При современном состоянии науки мы имеем серьёзное основание допустить, что в молекуле или в одном из составляющих её атомов есть нечто существующее вечно, или по крайней мере с эпохи, предшествующей возникновению законов природы. Но, кроме данного атома, существуют неисчислимые другие атомы того же рода, и их постоянные невозможно изменить никаким способом. Каждый из них физически независим от всех остальных.

Противоречива внутренне или нет концепция множества тел, существующих извечно, но во всяком случае эта концепция становится абсурдной, когда мы приписываем этим телам количественное равенство. Таким образом, мы вынуждены исследовать, нет ли некоторой общей причины или общего происхождения, объясняющих это странное равенство, вместо одного из бесчисленно возможных неравенств.

Наука не может рассуждать о сотворении материи из ничего. Допустив, что материя должна создаваться, так как она не может быть вечной, мы достигли предела наших мыслительных способностей. Лишь рассматривая ту форму, в которой фактически существует материя, а не материю саму по себе, наш разум может за что-то ухватиться.

То, что материя, как таковая, непременно должна иметь определённые свойства – существовать непрерывно в пространстве и времени, что всякое действие есть взаимодействие между двумя частями материи и т. д. – истины такого порядка, которые метафизики считают неизбежными. Мы можем использовать эти истины для целей дедукции, но они ничего не дают для размышления об их происхождении.

Однако равенство постоянных молекул – факт совсем иного порядка. Оно происходит от особого распределения материи – от расстановки, по выражению д-ра Чалмерса, и мы легко можем представить себе иную расстановку. Некоторые обычные формирования суть приспособления постоянных, не только произвольные по своей природе, но подвергающиеся действительно изменениям; когда указывают, что эти изменения благоприятствуют жизни живых существ и имеют благотворное значение, можно возразить, что те изменения, которые не способствуют росту и размножению, ведут к уничтожению живых существ и тем самым – к устранению доказательств существования неблагоприятных мутаций.

Но атом, насколько нам известно, не подвержен каким-либо опасностям в борьбе за существование. Можно, конечно, привести основательные доводы, что если бы постоянные атомов существенно отличались, то тела, образованные такими атомами, не были бы столь пригодными для построения мира, как те, которые фактически существуют. Но это лишь предположение, ибо мы не знаем тел, составленных подобными изменчивыми атомами.

Учитывая однообразие атомов, сэр Д. Гершель сравнивал их с фабричными изделиями. Однообразие последних диктуется весьма различными соображениями фабрикантов. В некоторых случаях, во избежание лишних издержек и забот, выгоднее выпускать большое количество совершенно одинаковых изделий, чем приспосабливать каждый из них к специальному назначению. Так, солдатскую обувь изготовляют массовым способом, а не по мерке ног отдельного солдата. В некоторых других случаях это однообразие фабричных изделий делает их более ценными. Так, болты Витворта имеют лишь определённые размеры и в случае потери легко заменяются без дополнительной подгонки. Тождество книг и копий документов имеет важное практическое значение и лучше обеспечивается печатанием, чем ручной перепиской. В-третьих, некоторым предметам придаёт ценность лишь их точное соответствие определённому образцу. Сюда относятся веса и меры, и наличие в стране нескольких хорошо проверенных эталонов весов и мер свидетельствует о наличии законов, регулирующих деловые отношения в соответствии с национальными стандартами.