Предчувствия и свершения. Книга 2. Призраки

Поразительно, что одну из главных истин природы — атомную структуру материи — почувствовали уже древние мыслители. Конечно, это не был атомизм в современном толковании, но первоначальные элементы, составляющие основу учения греческих философов, постепенно привели их последователей к атомизму. Путь развития идей о том, что мир состоит из малых частиц, о дискретной (прерывной) сущности вещества, от первых предчувствий до сегодняшней теории строения материи, богат событиями, отражающими узловые конфликты истории человеческой мысли. Поэтому на развитии идей атомизма и кинетической теории строения вещества мы остановимся подробнее. На этом пути был особенно обилен отсев ложных шагов, особенно беспощадна борьба мнений.

Прежде всего расшифруем, что значит кинетическая теория. Вот что говорит об этом Большая Советская Энциклопедия: это «отдел теоретической физики, задачей которого является объяснение свойств газов на основании законов движения и взаимодействия их молекул». Философ Лейбниц, подчеркивая, что речь идет о движении, о «жизни» частиц материи, даже называл кинетическую энергию «живой силой». В наше время этот термин вышел из употребления, как неточный и вводящий в заблуждение. Но, рассуждая о таких свойствах веществ, как теплопроводность, вязкость, испарение, кристаллизация и о всех других проявлениях и формах движения материи, ученые исходят из твердого убеждения в ее прерывистой — дискретной структуре и в непрестанном движении ее мельчайших частиц. Первыми здесь были Левкипп и его ученик Демокрит, провидевшие, что в природе нет ничего, кроме атомов и пустоты. Все состоит из атомов. Но идеализм Платона и Аристотеля одержал верх, вытеснив учение атомистов на долгие века. Они скупали и уничтожали рукописи Демокрита и его учеников. Человек, следовавший учению атомистов, рисковал не только репутацией, но и жизнью. Лишь Эпикур и его последователь Лукреций Кар нашли в себе смелость развивать и пропагандировать идеи атомистов.

Учение Аристотеля, внесшего в физику преимущественно ошибки и фантастические догмы, в течение веков тяготело над умами людей. Только в первой половине XV века Николай Кребс, известный больше как Николай Кузанский сделал попытку возродить атомизм. Этот разносторонний ученый, утверждавший движение и вращение Земли и бесконечность познания, оказал большое влияние на мыслителей Возрождения, включая Коперника и Бруно. Но атомизм с трудом завоевывал позиции даже в наиболее просвещенных умах того времени. Лишь через полтора века врач Заннерт из Бреславля объяснял испарение воды тем, что ее атомы покидают поверхность, образуя пар.

Примерно в это же время Галилей первым после многовекового умалчивания излагает атомистическое учение Демокрита. В сочинении «Пробирщик» он объяснял тепло движением частиц. Правда, это еще не атомы и не молекулы вещества, но частицы пламени, которые переходят в нагреваемые тела.

Ньютон заставил всех признать силы притяжения основополагающим свойством материи. Идеи атомизма проявляются во многих его воззрениях, в частности, в корпускулярной теории света.

Ближе всех к современной теории материи подошел Ломоносов, как к кинетической теории тепла, так и к кинетической теории газов. Он пишет: «Очевидно, что отдельные атомы воздуха, взаимно приблизившись, сталкиваются с ближайшими… и когда они находятся в соприкосновении, вторые атомы друг от друга отпрыгнули, ударились в более близкие к ним и снова отскочили; таким образом, непрерывно отталкиваемые друг от друга частыми взаимными толчками, они стремятся рассеяться друг от друга».

Близок по своим воззрениям к Ломоносову Боскович, книгу которого Ломоносов приобрел в конце своей жизни. Рожер Иосиф Боскович работал главным образом в Италии и несколько лет в Париже, где он мог впитать самые новые воззрения своего времени. Размышляя об устройстве материи, он пришел к мысли, что вещество состоит из атомов — точек. Не имея протяженности, они обладают инерцией и являются источниками сил. На малых расстояниях действует сила притяжения, но точки не могут соприкоснуться, ибо сила притяжения стала бы при этом бесконечно большой. Значит, на самых малых расстояниях преобладает сила отталкивания. С увеличением расстояния сила отталкивания уменьшается до нуля и переходит в силу притяжения.

Если отбросить сравнение молекул с точками, это вполне современная позиция. «Подтвердилось предположение о том, что молекулы на больших (по атомным масштабам) расстояниях притягиваются друг к другу, тогда как при тесном сближении между ними появляется сильное отталкивание» (БСЭ).

Боскович считал, что на небольших расстояниях таких переходов отталкивания в притяжение может быть несколько, но затем преобладающим становится всеобщее тяготение Ньютона. На этой основе Боскович объяснял сцепление, упругость и существование твердых тел. Работа Босковича не встретила признания и была забыта. Впоследствии лишь один из известных физиков — Фарадей отозвался о ней с похвалой.