Энергия. Трансформации силы, метаморфозы понятия

Однако положение усложняется, когда сам же Декарт начинает применять тот же термин в других значениях. В письме Мерсенну от 15 ноября 1638 года он, например, пишет: «Наконец вы услышали слово „сила“ в том смысле, который я в него вкладываю, когда говорю, что требуется такая же сила, чтобы поднять груз в сто фунтов на высоту ступни, что и груз в пятьдесят фунтов на высоту двух ступней, то есть на это идет одинаковое движение или одинаковое усилие»47.

Из этого фрагмента ясно, что «сила» в данном контексте означает работу. В таком же значении термин «сила» Декарт употребляет в начале краткого трактата «Объяснение механизмов, с помощью которых можно малой силой поднять тяжелый груз» (Explication des engins par l’ ayde desquels on peut avec une petite force lever un fardeau fort pesant). Здесь он пишет: «Изобретение всех этих механизмов основано всего на одном принципе, а именно: та же самая сила, которая способна поднять, например, вес в сто фунтов на высоту двух ступней, может поднять вес в двести фунтов на высоту одной, или в четыреста – на высоту в полступни, и так далее, если применять к ним эту силу»48.

Еще в 1743 году д’ Аламбер, критикуя такое путаное и неразборчивое употребление термина, писал: «Когда говорят о силе движущихся тел, то или с произносимым словом вовсе не связывают никакой ясной идеи, или под ним понимают лишь свойство движущихся тел преодолевать встречаемые ими препятствия или сопротивляться этим препятствиям»49. В XIX веке номенклатура стала еще более двусмысленной: «силой» регулярно называли то, что мы сейчас определяем как «энергию» или «работу», под влиянием лейбницевского термина «vis viva» (то, что мы называем «кинетическая энергия»).

Насколько неудобна такая путаная терминология не только для историка науки, но и для современников автора, который ее использует, можно видеть на примере Юлиуса Роберта Майера и его работы о сохранении энергии – «О количественном и качественном определении сил»50. 16 июня 1841 года он отправил ее Иоганну Кристиану Поггендорфу для публикации в журнале Annalen der Physik und Chemie. Поггендорф как редактор отказался печатать это важное исследование, и в 1842 году его – под названием «Наблюдения за силами неживой природы» принял Либих в журнал Annalen der Chemie und Pharmazie51. Публикация осталась совершенно незамеченной. Как указывал Мах52, даже физик Ф. Жолли, посетив Майера в Гейдельберге, понял логику его работы лишь после долгой беседы и «значительных пояснений». В 1845 году вышла в свет знаменитая статья Майера «Органическое движение в его связи с обменом веществ», в которой он писал: «В действительности существует только одна-единственная сила. Эта сила в вечной смене циркулирует как в мертвой, так и в живой природе. Нигде нельзя найти ни одного процесса, где не было бы изменения силы со стороны ее формы!»53

Многозначность слова «сила» (Kraft) приводила к серьезной путанице, и свидетельство тому можно найти в классической работе Германа Гельмгольца «О сохранении силы» ("Uber die Erhaltung der Kraft)54. Двадцатишестилетний Гельмгольц прочитал ее на заседании Берлинского физического общества 23 июля 1847 года. Как и статью Майера, работу Гельмгольца посчитали экстравагантной. Поггендорф также не принял ее в свой журнал. Насколько двусмысленность понятия «силы» мешала понять статью, ясно видно из спора, который разгорелся между ее сторонниками – Э. Дюбуа-Реймоном и К. Г. Якоби – и противниками – Р. Клаузиусом и Е. Дюрингом. Неудивительно и то, что это туманное словоупотребление вышло за пределы собственно научного языка. В доказательство процитируем фрагмент из юмористической поэмы Вильгельма Буша (инженера по образованию), где пощечина описывается так:

К щеке, полной [жизненных] соков,
Протянулась рука, полная силы,
Силы, движимой возмущением
И превращенной в импульс движения.
Движение, быстрое, как молния,
Пронеслось к щеке и высекло из нее жар.
А жар, воспаляющий
Нервы, жжет ощущением боли,
Пропекает душу до самого основания.
Никто не захочет испытывать подобное чувство.
Пощечиной зовется это действо,
Но деятель науки назовет его преобразованием силы55.