Введение.

Предлагаемое сочинение предназначено в своей главной части для физиков, поэтому я предпочел установить основные положения, развиваемые в нем независимо от философского их обоснования, в форме физического предположения; далее я считал нужным развить следствия этого допущения и сравнить их в различных областях физики опытными законами естественных явлений. К выводу положений, установленных в настоящей работе, можно подходить с двух различных точек зрения, или исходя из аксиомы, что невозможно почить безграничное количество работы при действии любой комбинации тел природы друг на друга, или же, допуская предположение, что все действия в природе можно свести на притягивающие или отталкивающие силы, величина которых зависит только от расстояния действующих друг на друга точек. Что оба положения являются тождественными, это доказывается в самом начале сочинения. В то же время эти оба положения имеют ближайшее отношение к главной и существенной задаче физического естествознания вообще, очертить которую я попытаюсь в настоящем введении.

Цель указанных наук заключается в разыскивании законов, благодаря которым отдельные процессы в природе могут быть сведены общим правилам и могут быть из этих последних снова выведены. И правила, к которым относятся, например, законы преломления и отражения света, закон Мариотта и Гей-Люссака для объема газов, являются, очевидно, ни чем иным, как общими видовыми понятиями, которыми охватываются все относящиеся сюда явления. Разыскание подобных законов является делом экспериментальной части нашей науки. Теоретическая часть ее старается в то же время определить неизвестные причины явлений из их действий; она стремится понять их из закона причинности¹).

Мы вынуждены так поступать и имеем на это право, благодаря основному закону, по которому всякое изменение в природе должно иметь достаточное основание. Ближайшие причины, которым подчиняем естественные явления, могут быть в свою очередь неизменными, или изменяющимися. В последнем случае тот же закон принуждает нас искать других причин этого изменения и так далее до тех пор, пока мы не доходим до первопричин, которые действуют по неизменному закону, которые, следовательно в каждое время при одинаковых условиях вызывают одно и то же действие. Конечной целью теоретического естествоиспытателя и является таким образом разыскание последних неизменных (перво)причин явлений в природе.

Здесь не место решать, могут ли в настоящее время в действительности все процессы быть сведены к таковым причинам, и может ли таким образом природа быть понята вполне, или же в ней имеются изменения, которые исключаются из действия закона необходимой причинности, которые, следовательно, попадают в область произвола, свободы; во всяком случае ясно, что наука, задача торой состоит в понимании природы, должна исходить из предположения возможности этого понимания и, согласно этому положению, и должна делать свои заключения и исследования, пока не будет принуждена, благодаря неопровержимым фактам, к признанию границы для возможности понимания.

Наука рассматривает предметы внешнего мира с двух различных упрощенных точек зрения. Или она рассматривает только существование предметов, отвлекаясь от их действий на другие предметы или на наши органы чувств; таковую сущность предметов наука обозначает словом материя. Существо материи в себе самой представляется для нас покоящимся, бездейственным; мы различаем в ней пространственное распределение и количество (массу), которая считается вечно неизменяемой. Материи, как таковой, мы не можем приписать различных качеств, так как если мы говорим о различного рода материи, то мы заключаем о различии ее только по различию в ее действиях, то есть по ее силам. Материя, как таковая, не может испытывать никаких иных изменений, кроме пространственных, то есть кроме движения. Предметы в природе на самом деле не бездейственны, и мы приходим к их познанию, только изучая те действия, которые оказывают они на наши органы чувств, - как мы по действиям заключаем о действующем предмете. Если, таким образом, мы желаем применять в реальной обстановке понятие материи, то мы можем это сделать, только прибавив еще второе представление, от которого мы раньше отвлекались, именно способность оказывать действия, то есть наделяя материю силами.

Ясно, что понятия материи и силы в применении к природе никогда не могут быть отделены друг от друга. Материя при отсутствии ее действий не существовала для всей остальной природы, так как она никогда не могла бы вызвать изменения ни в ней самой, ни в наших органах чувств; сила без материи была бы нечто, что должно бы было существовать, и что, однако, не существовало, так как все существующее мы называем материей. Точно так же было бы ошибочным признать материю за нечто реально существующее и считать силу простым определением, которому не соответствует ничего реального; и то и другое является скорее отвлечениями от действительности, образованными совершенно одинаковым образом; мы можем в самом деле воспринимать материю только благодаря действию силы, а не материю в себе самой.

Мы видели выше, что естественные явления должны быть сведены к действию последних неизменяемых причин; это требование должно быть понимаемо так, что в качестве последних причин должны быть указаны неизменные во времени силы. Вид материи с неизменными силами (с неуничтожаемыми качествами) мы назвали в науке (химической) элементом. Представим себе, что весь мир разложен на элементы с неизменными качествами, тогда единственно возможными изменениями в такой системе явятся пространственные изменения, то есть движения, и внешние взаимоотношения, благодаря которым изменяется действие сил, могут быть только пространственными, следовательно, силы могут быть только движущими силами, зависящими в своем действии только от пространственных соотношений.

Точнее говоря, явления природы должны быть сведены к движениям материи с неизменными движущими силами, которые зависят только от пространственных взаимоотношений.

Механика по этому приводится к силам материальных точек, то есть точек пространства, заполненного материей¹).

Кроме взаимных расстояний две точки не имеют никаких пространственных взаимоотношений друг по отношению к другу, также как направление линии, их соединяющей, может быть определено только по отношению к еще двум, по крайней мере, точкам. Движущая сила, с которою точки действуют друг на друга, может быть, поэтому причиной изменения только их расстояния, то есть движущая сила может быть притягивающей или отталкивающей.

Эго непосредственно следует из закона достаточного основания силы, с которыми две массы действуют друг на друга, должны быть точно определены по их величине и их направлению, если только вполне дано положение масс. Двумя точками определяется только одно единственное направление, именно прямая, их соединяющая, следовательно, силы, с которыми точки действуют друг на друга, направлены по этой линии и величина сил может зависеть только от их расстояния.

Таким образом задача физического естествознания в конце концов заключается в том. чтобы свести явления природы на неизменные притягивающие или отталкивающие силы, величина которых зависит от их расстояния. Разрешимость этой задачи есть в то же время условие для возможности полного понимания природы. Теоретическая механика не принимала до сих пор этого ограничения понятия движущей силы, во-первых, потому, что не выяснено было происхождение основных положений механики, далее потому, что для механики важно иметь возможность предвычислять действие системы движущих сил в таких случаях, когда разложение этих сил на простые составляющие еще не удалось произвести. Во всяком случае, большая часть общих принципов движения сложных систем масс выполняется в том случае, когда последние связаны друг с другом при помощи неизменных притягивающих или отталкивающих сил. К таким принципам относятся принцип возможных перемещений, принцип движения центра тяжести, принцип сохранения главной плоскости- вращения и момента вращения свободной системы, принцип сохранения живой силы. Из этих принципов в земных условиях применяются по преимуществу только первый и последний принцип, так как остальные относятся только к совершенно свободным системам, первый же принцип, как мы покажем, представляется частным случаем последнего, который поэтому является самым общим и важным следствием из сделанных выводов.

Теоретическое естествознание, если оно не желает остановиться на полпути понимания, должно согласовать свои воззрения с установленными выше требованиями, касающимися природы простых сил и со следствиями этого представления. Его дело будет выполнено, если, с одной стороны, будет закончено приведение явлений к простым силам, и в то же время может быть доказано, что данное приведение представляется единственно возможным, которое допускают явления. Тогда можно будет рассматривать данную схему приведения, как необходимую форму содержания для объяснения естественных процессов, и можно будет этой схеме приписать объективную истинность.

') Лучше сказать: "доказана только для того случая" (1881). *) Poggendorf's Annalen. LIX. 446, 566.