Жизнь науки

Исходный пункт изложенного мною представления отличается от общепринятого. Механику принято обычно определять как науку о силах к рассматривать силы как причину, стремящуюся вызвать и вызывающую движение. Наверное это определение было полезным при развитии механики, а также при изучении этой науки, когда можно обращаться к опыту повседневной жизни для пояснения примеров сил. Однако этим понятиям причины и стремления присуща неясность, от которой они не освобождены. Эта неясность проявляется, например, в различном подходе к тому, следует ли закон инерции и закон о параллелограмме сил рассматривать как результат опыта, или как аксиомы, или же как теоремы, которые логически могут и должны быть доказаны. Мне казалось желательным, что при строгости, с которой делаются выводы в механике, эту неясность можно устранить, даже если это возможно только при ограничении ее задач. На этом основании задачу механики можно видеть в том, чтобы описать происходящие в природе движения, а именно, описать полностью и простейшим образом. Этим я хочу сказать, что следует только установить: каковы эти явления, а не выяснять, в чем заключается их причина. Если исходить из этого и из представлений о пространстве, времени и материи, то путем чисто математических рассуждений мы получаем общие уравнения механики. На этом пути встречается понятие силы, однако мы не в состоянии дать ей сколько-нибудь полного определения. Неполнота такого определения не влечет за собой неясности, так как введение силы является лишь средством упростить формулировки, а именно кратко передать смысл уравнений, который без помощи этого термина только с большим трудом передается словами. Таким образом, для устранения неясности достаточно определить силу так, чтобы каждая теорема механики, где речь идет о силе, могла быть переведена на язык уравнений; и это может быть достигнуто предложенным нами путем.

При том большом количестве материала, который должен быть рассмотрен в сравнительно малом объеме, нельзя, разумеется, ожидать исчерпывающего изложения предмета; можно лишь надеяться, что сделанный отбор материала окажется целесообразным!

Берлин,

Январь 1876 г.

БОЛЬЦМАН

(1844—1906)

Людвиг Больцман родился в Вене. Там же он учился в университете, где профессором физики был Стефан. Свое образование он продолжил в Гейдельберге и Берлине; по окончании курса в 1867 г. был оставлен ассистентом при Физическом институте Венского университета. Тогда же им были начаты исследования по развитию механической теории тепла, давшие основу для создания молекулярно-кинетических представлений, базирующихся на статистических принципах. Эти работы были продолжены в Граце, куда Больцман был приглашен профессором теоретической физики. К атому же времени относятся теоретические и экспериментальные исследования Больцмана по электродинамике. Он одним из первых в континентальной Европе изучил и затем развил максвелловскую теорию, которая вначале с трудом завоевывала умы европейских физиков.

В 1873 г. Больцман вернулся в Вену, по затем, в 1876 г., снова переехал в Грац: сложный и неуживчивый характер Больцмана мешал ему долго работать на одном месте, и вскоре он переезжает в Мюнхен, а затем, уже казалось бы навсегда, возвращается в 1894 г. в родную Вену, где занимает кафедру теоретической физики, освободившуюся после смерти его учителя Стефана. Тем не менее в 1900 г. Больцг ман уезжает в Лейпциг, по через два года возвращается в Вену с намерением оттуда больше уже не уезжать. В 1906 г. во время отпуска, который он проводил с семьей близ Аббаци в Италии, Больцман покончил с собой.

Больцман был убежденным сторонником молекулярной теории, которой противостояли в те годы представления так называемых энергетиков, в первую очередь Оствальда и Маха. Больцман с большим темпераментом отстаивал свои точки зрения, как это хорошо видно из введения к его замечательным «Лекциям по теории газов» (1896), которое мы приводим.

ЛЕКЦИИ ПО ТЕОРИИ ГАЗОВ

Введение

Уже Клаузиус строго отличал общую механическую теорию тепла, опирающуюся, в основном, на две теоремы, по его примеру именуемые началами теории тепла, от специальной теории, в которой, во-первых, определенно предполагают, что теплота — это молекулярное движение, и, во-вторых, стремятся даже выработать более точное представление относительно характера этого движения.

Общая теория тепла также нуждается в известных гипотезах, выходящих за рамки голых фактов природы. Тем не менее, она, конечно, значительно меньше зависит от произвольных предположений, чем специальная; и снова говорить о том, как желательно и необходимо отделение положений общей теории тепла от положений специальной теории, и указывать на независимость первой от субъективных предположений последней было бы лишь бесполезным повторением известных принципов, ясно изложенных уже Клаузиусом, который, основываясь на них, разделил свою книгу на две части.