Изучение теплоты и ее превращений имело огромное теоретическое и еще большее техническое и экономическое значение для развития современной цивилизации. Первоначально оно представляло собой простое расширение наблюдений над явлениями природы, ощущением тепла и холода, процессами приготовления пищи и изменениями погоды. Уже издавна строилось множество предположений о теплоте. Она была явно связана как с огнем и жизнью, так и с насильственными движениями.

Ионийские философы, развивая возникшие еще до них легенды, видели в теплоте и в ее противоположности—холоде причину эволюции вселенной: теплота вызывала расширение и испарение, холод—сжатие и затвердение. Аристотель, особенно в своей метеорологии, создал доктрину первичных качеств теплого и холодного, которые вместе с влажным и сухим образуют четыре канонических элемента—огонь (теплый, сухой), воду (холодная, влажная), воздух (теплый, влажный) и землю (холодная, сухая).

Эта доктрина, представлявшая собой слияние химии и физики, в течение многих тысячелетий сохранялась в человеческом мышлении как в Китае, и Индии, так и в Европе. Особенно большую роль играла доктрина антагонистических элементов в медицине, и, казалось, здесь она нашла свое подтверждение в явлениях озноба и лихорадки. Несомненно, что именно медицина породила первые примитивные идеи об измерении теплоты. Предполагалось, что теплота и холод делились на четыре градуса, или степени, первый—чуть ощутимый, последний—смертельный³-¹⁹. Назначением согревающих или охлаждающих лекарств первого, второго или третьего градуса являлась нейтрализация или ослабление (temper) действия своего антипода, откуда и произошла идея температуры.

Эта философская врачебная доктрина пережила века и обрела новую жизнь в эпоху Возрождения. Бэкон вслед за Телезио сделал антитезис тепла и холода центральным положением своей философии. С самых ранних времен теплота ассоциировалась с движением газов и паров, и именно связь ее с открытиями XVII века в области пневматики обусловила переход этой проблемы из сферы качественной философии в область количественной науки. Галилей сконструировал термометр воздушного расширения, и такие термометры вместе с барометром Торричелли использовались для наблюдений за погодой.

Эволюция паровой машины

Прогресс в количественном изучении теплоты пошел, однако, не в плане таких исследований, а по линии практического использования способности к расширению газов для того, чтобы заставить теплоту производить полезную работу. На протяжении всего XVII века идея о «подъеме воды с помощью огня» пленяла воображение изобретательных прожектеров. Вопрос заключался в том, как объединить в одной реальной машине две идеи, обе далеко не новые: во-первых, заполнения пустого пространства водой посредством засасывания ее (или вакуума) и затем—выбрасывания содержимого с помощью давления разреженного воздуха, пара или газа. Де-Ко (1576—1626), столь популярный в XVI веке проектировщик садовых фонтанов, практически разрешил эту проблему еще до того, как было открыто существование пустоты. Он развел огонь под почти пустым сосудом с водой, соединенным с колодцем посредством трубы. Когда вся вода выкипела и сосуд наполнился паром, он убрал огонь и закрыл паровой клапан, после чего засосанная вода заполнила пустое пространство. Хотя это изобретение едва ли имело практическое значение, оно содержало существенный принцип вакуумной машины, однако до работ фон Герике действие его так и не было понято до конца. Большинство ученых, работавших над проблемой вакуума, задумывались над созданием реальной машины, однако и у них не хватало способностей в области механики, чтобы сконструировать такую, которая могла бы работать. Человеком, наиболее близко подошедшим к решению этой задачи, был Дени Папен, ассистент сначала Гюйгенса, а затем Бойля, вычертивший детали такой машины, но не сумевший достать деньги для ее построения. Он умер в Лондоне нищим. Мы располагаем волнующим письмом, которое он в 1708 году адресовал секретарю Королевского общества, прося у него сумму в 15 фунтов стерлингов для «важного эксперимента», а также ответ Общества, сообщавшего, что оно не могло дать денег в долг, не имея заранее гарантии в успехе предприятия.

Первым, кому удалось спроектировать и финансировать производство насоса, приводимого в действие огнем, был капитан Королевских саперных войск Сэвери (1650—1715), который использовал два сосуда, поочередно наполнявшихся паром, чтобы вытеснить воду, и затем охлаждавшихся, чтобы втянуть новую порцию воды,—метод, все еще применяемый в «пульсометрическом» насосе. Сэвери не был обыкновенным прожектером. Он хорошо понимал, как об этом свидетельствует его заявление о предоставлении ему патента, озаглавленное «Друг шахтера», потенциальную важность паровой машины, особенно для откачки воды из рудников, где ощущалась величайшая нужда в непрерывной тяжелой работе. В этом письме он пишет:

«Господам предпринимателям на рудниках Англии.

Я хорошо понимаю, что многие из вас до сих пор смотрят на мое изобретение способа водоподъема с помощью движущей силы огня как па бесполезный вид проекта, который никогда не сможет оправдать мои замыслы или претензии; и что вы полагаете совершенно невозможным, чтобы такая машина, как эта, могла работать под землей и действительно поднимать воду и осушать ваши рудники; поэтому вы считаете ее недостойной какого-либо поощрения с вашей стороны. Мне не очень нравится публично прослыть пустым прожектером, и поэтому я прилагаю при этом чертеж моей машины вместе с описанием способа ее применения и предоставляю вам решить, стоит ли вам использовать ее или нет…

Применение этой машины достаточно себя зарекомендует для целей осушки рудников и угольных копей, поднимая воду таким легким и дешевым способом, и я не сомневаюсь в том, что через несколько лет она станет средством для того, чтобы заставить горное дело, составляющее немалую часть богатства нашего королевства, расшириться вдвое или втрое по сравнению с тем, что оно представляет собой сейчас. И если такие огромные количества свинца, олова и угля ежегодно экспортируются сейчас, несмотря на огромные трудности и усилия, какие требуются ныне от шахтеров и т. д. для откачки воды из рудников, то насколько больше могло бы экспортироваться после того, как их нагрузка будет намного облегчена путем использования этой машины, во всех отношениях пригодной для применения в рудниках?»

Машина Сэвери страдала рядом практических недостатков; однако она имела существенное достоинство, показав возможность решения проблемы создания подобных машин. Более удачной и практичной была машина, сконструированная в 1712 году слесарем и кузнецом в Дортмуте Томасом Ныокот меном, который использовал поршень, опускавшийся под давлением сжатого пара в цилиндре, непосредственно связанном с котлом низкого давления; В отличие от машины Сэвери машину Ныокомена не было необходимости строить непосредственно на дне рудника; она требовала меньшего внимания и, не будучи зависимой от высокого давления пара, была значительно более безопасной. Введение ее в эксплуатацию знаменовало первый этап воплощения научного принципа атмосферного давления в машине, которая могла быть сконструирована практиками и не только работать, но и приносить доход.

Тот факт, что Ньюкомен, насколько нам известно, не имел научной подготовки или высоких связей, является одной из причин, побудивших в 1824 году Р. С. Мейклехэма отвергнуть мнение о его машине как об «одном из замечательнейших даров человечеству со стороны науки». «Нет такой машины или механизма,—утверждал он,—в которой то немногое, что сделали теоретики, было бы более бесполезным. Ее построили, улучшили и усовершенствовали рабочие-механики и только они». Эти две противоположные точки зрения о роли науки в создании паровой машины не противоречат друг другу. Сомнительно, чтобы радикальная идея вакуумного насоса могла когда-либо прийти в голову механику, по крайней мере до того, как она пришла в голову ученому; с другой стороны, ни один ученый или не обладал, или не мог обладать достаточным мастерством, чтобы разрешить не менее насущную проблему создания рабочей действующей машины. Как показывают последние события, для дальнейшего развития машин необходимо было повторное сочетание радикальных научных идей и искусства опытных мастеров.

То обстоятельство, что в течение почти 70 лет машина Ньюкомена не подверглась никаким радикальным усовершенствованиям и что некоторые из таких машин проработали свыше ста лет, хорошо рекомендует изобретательность ее творца. Однако она нашла себе весьма ограниченное применение, ее действие было слишком неравномерным для того, чтобы она могла быть использована иначе, как для откачки воды и приведения в действие воздуходувных мехов, и к тому же она потребляла огромное количество угля. Дальнейшее ее усовершенствование потребовало притока новых идей со стороны науки, и, в частности, большую роль сыграло в этом создание количественной науки о теплоте.

Теплоемкость и скрытая теплота. Джозеф Блэк

Теплота начинала становиться количественной наукой по мере постепенного расширения и увеличения объема промышленных операций, в которых она широко использовалась. Ома выросла из научного обобщения опыта перегонки и производства соли, где кипячение и конденсирование жидкостей происходит в массовых масштабах, а также из опыта творцов и потребителей ранних паровых машин.

Д-р Блэк, которому химия обязана революцией в пневматике, выдвинул также новый взгляд на теплоту. Его подход к этому вопросу был в первую очередь медико-физическим. Он занимался выяснением природы элемента огня или теплоты, который мог проходить через сосуды и воздействовать на их содержимое. Блэк открыл, что различные виды вещества нагревались в различной степени одним и тем же количеством того, что он называл «субстанцией теплоты». Данное явление он открыл методом смешения, который был впервые использован Жаном Мореном (1583—1656), все еще па основе идеи арабов о четырех степенях теплоты, противостоявших четырем степеням холода. Эту идею он развил дальше, что привело его к установлению теплоемкости, или удгльной теплоты, различных видов вещества. Именно это заставило его задуматься над тем фактом, что для таяния снега и льда требовалось известное время, что вещества эти поглощали тепло, не становясь сами теплее, и что теплота должна находиться в воде, являющейся растаявшим снегом, в скрытом, или латентном, состоянии. Затем он измерил большую скрытую теплоту пара, нашедшую свое отражение в том факте, давно известном в практике перегонки, что для выпаривания воды требуется значительно больше тепла, чем для ее закипания. Далее, теплота, поглощенная при кипении, выделялась снова, когда пар сгущался в змеевике перегонного куба, для чего требовалось большое количество холодной воды.

Джемс Уатт. Отдельный конденсатор

Первое практическое использование открытия скрытой теплоты предстояло осуществить молодому механику, лаборанту университета в Глазго Джемсу Уатту, которому было поручено исправить модель машины Ньккомена для университета (отметим здесь еще раз обратное воздействие техники на науку). Он нашел, что трудности заключались в том, что при каждом ходе поршня происходит утеря пара вследствие его сгущения в холодном цилиндре. Блэк объяснил ему происхождение этого явления с точки зрения только что найденной им скрытой теплоты, и вскоре после этого у Уатта возникла идея—сгустить пар в отдельном конденсаторе. Изобретение им в 1765 году конденсатора, отделенного от цилиндра, имело решающее значение для развития паровой машины, поскольку оно в огромной степени увеличило коэффициент ее полезного действия. Конденсатор этот явился только отправной точкой для дальнейших усовершенствований Уатта.

Мэтью Болтон. Машиностроительный завод в Сохо

Прежде чем оказалось возможным сделать машину, годную для продажи, Уатт был вынужден после относительней своей неудачи на заводе Ребукт Кароиа войтн в компанию с бирмингемским промышленником, великим Мэтью Болтоном, и использовать ресурсы растущей металлургической промышленности Блэк Каунтри, прежде чем паровая машина могла из идеи воплотиться в действительность. Ибо, как с невольной иронией признавал сам Уатт, «шотландцы по природе своей неспособны быть инженерами». Особенно ценную услугу оказал ему Джои Уилкинсои своими машинами для сверления пушек, с помощью которых могли вытачиваться абсолютно правильные цилиндры. Применив сочетание маховика, дросселя и центробежного регулятора, Уатт сконструировал двигатель, способный приводить в действие машины с постоянной скоростью даже при очень сильно меняющихся нагрузках. Этот прибор сам по себе представляет первый пример автоматического переключения пара в промышленности. Появившись на самой заре великой промышленной революции, он представлял собой провозвестник автоматизации, характерной для второй промышленной революции XX столетия.

До Уатта паровые машины только в исключительных случаях применялись в рудниках, находившехся на большом расстоянии от угольных бассейнов; машина Ныокомена, даже усовершенствованная Смитоном (1724—1792), была выгодной только при откачивании угольных шахт, где уголь, естественно, был исключительно дешев. Однако с применением более производительной и непрерывно действующей машины Уатта продукция всей тяжелой горнорудной промышленности Корнуэлла и позднее энергия для быстро распространявщихся по всей стране текстильных фабрик стали легко доступными и дешевыми.

После большой борьбы, ибо надо было преодолеть много затруднений экономического и технического порядка, паровая машина проложила себе путь в каждый горный и промышленный район Англии. Но и здесь она не задержалась, ибо мечтой Болтона было стать поставщиком машин для всего мира; паровые машины начали устанавливаться во Франции, в России и Германии чаще всего с помощью английских инженеров.

Паровоз и судовая паровая машина

Последующее развитие паровой машины было обусловлено теми техническими и экономическими требованиями, которые она была призвана удовлетворить. Машина Уатта могла в большинстве случаев с достаточным успехом применяться для целей горнорудной и заводской промышленности, но она была дорога и обладала слишком большим весом по отношению к тому количеству энергии, которое могла дать; к тому же она все еще потребляла слишком много угля. Там, где требовался небольшой вес и высокая производительность, нужен был паровозный двигатель. Решение проблемы заключалось здесь, как показал Тревитик еще в 1801 году, в создании двигателя высокого давления без всякого конденсатора вообще и с выпуском отработанного пара в атмосферу.

Паровоз не сразу был признан. Он возник в своей естественной обстановке—в угольных бассейнах, на железной дороге, связывавшей шахту с пристанью. Прежде чем применение его могло оказаться выгодным, необходимо было разрешить бесчисленное множество таких проблем, как устройство тяги, сцепления, рельсового пути, постоянных путей; поэтому нет ничего удивительного в том, что во внедрении паровоза наука не принимала особого участия и что ближе всего подошел к решению всех этих вопросов сын рудничного кочегара самоучка Джордж Стефенсон ^{6 в0}. Его решающее изобретение, сделанное им почти случайно, заключалось в том, что он направил отработанный пар в дымовую трубу и таким образом, усиливая огонь, получил достаточную мощность, чтобы побить скорость лошади и достичь феноменальной быстроты— 20 миль в час. Общепризнанная победа паровоза пришла в 1829 году на Рейнхиллских состязаниях, организованных на новой дороге Ливерпуль—Манчестер, где «Ракета» Стефенсона взяла приз.

Проблема приспособления паровой машины для водного транспорта таила в себе трудности совершенно иного рода; здесь вес и размеры машины роли не играли, но зато большое значение имела экономия топлива, ибо пароход должен сам везти нужный ему уголь. И, по сути дела, именно это затруднение должно было на протяжении большей части XIX века ограничить сферу применения пароходов одними только реками и каботажным плаванием. Решение проблемы было найдено в использовании многократного расширения, введенного Хорнблоуэром (1743—1815) в 1781 году, однако развивалось оно очень медленно. Никаких радикальных изменений, кроме замены лопастей винтом, не было сделано вплоть до 1884 года, когда турбина Парсонса революционизировала производство энергии.

Взаимодействие экономики и техники в промышленной революции

История паровой машины показывает, что необходимые предпосылки для промышленной революции имелись как в экономике, так и в технике; в экодюмике—в том смысле, что текстильная промышленность разрослась настолько, что могла обеспечить спрос расширившегося рынка на потребительские товары; в технике—в том смысле, что новые машины были единственным средством получения угля и движущей силы, а в конечном счете—и обеспечения транспорта, без которого никакое расширение текстильной промышленности не было бы возможным.

Большая часть усовершенствований паровой машины была осуществлена механиками-практиками без какой-либо серьезной помощи со стороны науки. Работа этой машины привлекала, однако, к себе внимание многих ученых, желавших понять ее и даже мечтавших ее улучшить. Такое изучение паровой машины имело результатом значительно более глубокое понимание свойств газов и паров, необходимое для составления таблиц пара, и должно было привести к новой общей концепции в физике, теоретически приравнивающей механическую силу и теплоту (подобно тому как паровая машина уже сделала это на практике), объединив их общим термином «энергия».

Упрочение теории теплорода

Как это ни парадоксально, но именно Франция, где паровая машина представляла собой импортированное из-за границы новшество, а не Англия, где она родилась, первой начала серьезное научное изучение ее действия как средства превращения теплоты в механическую работу. Основная трудность заключалась в преодолении традиционного представления о теплоте. Как мы уже видели, теплоту путали с огнем; даже необходимая для жизни животного теплота приписывалась невидимому огню. В XVIII веке она рассматривалась как материальная субстанция, «субстанция теплоты» Блэка, которую Лавуазье позднее окрестил «теплородом». Хотя попытки взвесить ее потерпели неудачу, это говорило только о том, что она представляла собой невесомую жидкость, подобную электричеству или свету. Лавуазье показал, что такая концепция находилась в полном согласии с его идеей получения теплоты посредством химических соединений, в частности соединением с кислородом при горении или в живом организме.

Тем не менее одновременно существовало также и совершенно другое традиционное представление о теплоте как о форме движения, а не как о субстанции, и такое представление было даже еще более ранним. Опыт многих столетий по получению огня трением и использование кузнечного молота показали, что сила могла быть превращена в теплоту; к тому времени паровая машина доказала, что теплота в свою очередь могла быть превращена в силу. Однако для того, чтобы выявить количественную взаимосвязь между теплотой и механической работой, также потребовалась паровая машина, машина «для подъема воды с помощью огня».

Первая паровая машина Ныокомена чуть не потерпела неудачу, поскольку количество полученной от нее работы едва могло оплатить потреблявшийся ею уголь, который в местах, отдаленных от шахт или морского побережья, был очень дорог. Лошадь могла сделать ту же самую работу дешевле. Сам Уатт, чтобы определить ту сумму, которую он собирался взимать за использование его машин, измерил количество работы, выполняемой лошадью, в футо-фунтах (килограмметрах) в единицу времени и выразил мощность машин в своей новой универсальной единице—лошадиной силе. Для того чтобы продать свои машины, фирма Болтон и Уатт изобрела остроумный способ, предложив установить и обслуживать их бесплатно, но взимать в свою пользу отчисления в размере одной трети экономии в стоимости топлива—нли корма—по сравнению со стоимостью топлива—или корма,—необходимого для эксплуатации машины Ныокомена или лебедки с конским приводом.

Обратное превращение лошадиной силы в теплоту было впервые продемонстрировано в 1798 году графом Румфордом в Мюнхене. Всегда интересуясь явлением теплоты, в частности в связи с ее экономическим использованием, он первый заметил, а затем и измерил теплоту, непрерывно выделявшуюся при сверлении пушек. Показав, что из ограниченного количества материи может быть получено неограниченное количество теплоты, он успешно опроверг материальную теорию теплоты, но этого было еще недостаточно, чтобы утвердить противоположную теорию.

Карно. Обратимый тепловой двигатель

В течение длительного времени превращение теплоты в котле машины в энергию махового колеса, хотя и широко использовавшееся, не рассматривалось, однако, с точки зрения точной науки. Каждая машина имела свой собственный коэффициент расхода угля при превращении его в работу, и этот коэффициент, по-видимому, уменьшался по мере усовершенствования машин. Казалось, не было границ для увеличения коэффициента полезного действия, однако такие границы должны были существовать, в противном случае было бы возможно вечное движение. Именно такого рода соображения побудили Сади Карно, одного из величайших непризнанных гениев XIX века, написать свои «Reflexions sur la puissance motrice du feu» («Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу».—Перев.) (1824). Сади Карно (1796—1832) был сыном Лазара Карно, «организатора победы» Французской революции. Он получил инженерное образование в новой Политехнической школе и был одним из первых, кто применил физико-математические принципы к работе новых машин.

Карно представлял себе паровую машину как своего рода мельницу, в которой теплород при высокой температуре протекает через машину и уходит из нее в конденсатор при низкой температуре; если бы в ходе этого процесса не было никаких потерь, был бы проделан максимум возможной работы. Проверкой этого была обратимость машины, которая, действуя как то, что мы сейчас называем тепловым насосом, могла использовать ту же энергию обратимым способом, чтобы поднять температуру того же количества теплорода с низкой до высокой. Он показал, что даже при оптимальном условии обратимости только какая-то доля сообщенной машине теплоты могла быть превращена в полезную работу. Иными словами, теплота может создавать работу только при наличии разности температур. Это равносильно тому, что позднее было названо вторым законом термодинамики.

Карно пешгл дальше этого и обнаружил, что известная часть тепла фактически превращалась в машине в работу, и даже нашел, какая именно часть. Однако до того, как он смог опубликовать эти данные, Карно скончался от холеры, и в течение 50 лет его замечательное открытие механического эквивалента тепла оставалось погребенным в его записных книжках. Между тем и опубликованная им работа также была почти забыта, пока в 1832 году о пей не вспомнил Клапейрон. Позднее, однако, она должна была составить основу основ новой науки—термодинамики. Полное раскрытие взаимосвязи между теплотой и работой было сделано еще почти через четверть века. К тому времени потребность в ней уже давно назрела.

Сохранение энергии. Майер, Джоуль, Гельмгольц

Первым, кто определил механический эквивалент теплоты (в 1842 году), был судовой врач Рсберт Майер (1814—1887). Вскоре та же мысль была выдвинута Джоулем (1818—1889)—ученым-любителем, сыном богатого пивовара, а также физиологом и физиком Гельмгольцем (1821—1894); по сути дел, одна и та же идея, хотя и не столь ясно выраженная, по-видимому, независимо приходила в голову, по крайней мере, еще пяти другим физикам или инженерам. Подход к ней со стороны трех главных ее авторов был принципиально различным. Майера привели к этой концепции общие философские соображения космического порядка. Его поразила аналогия между «живой силой» (энергией), приобретаемой телами, падающими по закону тяготения, и теплотой, отдаваемой сжатыми газами. Джоуля первоначально привели к этой идее эксперименты, целью которых было определить, в какой степени новый электрический двигатель мог стать практическим источником энергии. Доказывая невозможность подобного использования такого двигателя, поскольку энергия получалась от сжигания чрезвычайно дорогостоящего циика в батарее, которая давала ток двигателю, он задумался над количественной эквивалентностью работы и теплоты. Свои соображения он в 1843 году сообщил Британской ассоциации в Корке, которая, однако, не уделила им почти никакого внимания. Королевское общество отказалось опубликовать его доклад в полном объеме, и Джоулю пришлось добиваться признания посредством все более точных экспериментов.

В 1847 году Гельмгольц, пытаясь применить ньютонову концепцию движения к движению большого числа тел, находящихся под влиянием взаимного притяжения, показал, что сумма силы и напряжения, то, что мы назвали бы кинетической и потенциальной энергией, остается постоянной. Данное утверждение является законом сохранения энергии в его наиболее общем смысле. Эта формулировка важна была тем, что примиряла новые доктрины теплоты с более старыми доктринами механики—процесс, который был завершен главным образом Уильямом Томсоном (позднее лорд Кельвин), другом как Джоуля, так и  Гельмгольца, в его докладе «О динамической теории тепла» (1851).

Но каким бы различным ни был их подход к проблеме, все эти ученые находились под влиянием, скорее прямым, чем косвенным, настроений века пара и, в частности, паровоза. Как заметил Майер, «Локомотив с его поездом может быть сравнен с перегонным аппаратом; тепло, разведенное под котлом, превращается в движение, а таковое снова осаждается на осях колес в качестве тепла».

Закон сохранения энергии—а механическая работа, электричество и теплота представляют собой только различные формы ее—был величайшим физическим открытием середины XIX века. Он объединил много наук и находился в исключительной гармонии с тенденциями времени. Энергия стала универсальной валютой физики—так сказать, золотым стандартом изменений, происходивших во вселенной. То, что было установлено, представляло собой твердый валютный курс для обмена между валютами различных видов энергии: между калориями теплоты, килограмметрами работы и киловатт-часами электричества. Вся человеческая деятельность в целом—промышленность, транспорт, освещение и, в конечном счете, питание и сама жизнь— рассматривалась с точки зрения зависимости от этого одного общего термина— энергия.

Применимость энергии

В конце XIX века, однако, доктрина энергии, которая казалась столь оптимистичной, была серьезно видоизменена в связи с осознанием того факта, что, как показывал второй закон термодинамики, важно было не столько количество энергии во вселенной, сколько ее применимость, и что эта применимость непрерывно уменьшалась. Согласно молекулярной теории Максвелла, нсякая система, вначале содержавшая быстрые (горячие) молекулы и молекулы медленные (холодные), должна прийти в такое состояние, при котором болниинство молекул движется со средними скоростями (становятся чуть теплыми). Выражаясь словами Гиббса (183В—1903), степень беспорядка (энтропия) системы всегда стремится к увеличению.

Если взять вселенную как целое, то казалось неизбежным, что источники тепла в пей будут постепенно иссякать, пока не наступит состояние абсолютного теплового равновесия, так называемая «тепловая смерть» вселенной. Кельвин, страстный приверженец этой идеи, казалось, чуть ли не радовался перспективе универсальной посредственности. Приближаясь к истине, он смог доказать, что солнце не может светить бесконечно и что поэтому земля не может существовать больше, чем еще несколько сот миллионов лет. Это был гораздо меньший отрезок времени, чем тот, который требовался геологам для объяснения эволюции земли; но победу одержал авторитет физиков. Они ошибались, ибо это предсказание, подобно многим другим, было обречено па полный провал в результате открытия, в лице атома, новых источников энергии, причем источников значительно большей мощности. Будет только справедливым по отношению к Кельвину указать, что он заранее оградил себя от такой возможности, снабдив свои предсказания следующей оговоркой: «Если только в великой кладовой мироздания не окажутся наготове неизвестные нам источники» ⁵-^8s.

Философия энергии. Мах, Оствальд и новый позитиеизм

В этот же период открытия термодинамики начали проникать в химию и даже биологию, главным образом благодаря работам Ле Шателье (1850—1936) и Гиббса (1839—1903). В течение некоторого времени казалось, что все явления природы в целом могут быть объяснены простыми наблюдениями над механической энергией и теплотой, и это с точки зрения таких филоссфов, как Мах, и таких химиков, как Оствальд, казалось, обещало спасение от «неудобного» материализма и радикализма атомистической теории.

Появился новый позитивизм, утверждавший, что материя и такие физические гипотезы, как атомистическая, больше уже не нужны и что вся наука может быть выведена непосредственно из простейших наблюдений. Такой тенденции противоречила кинетическая теория теплоты, разработанная Максвеллом в 1866 году и предполагавшая наличие атомов. Атомы Максвелла, однако, были чисто гипотетическими, и необходимы были новые доказательства, прежде чем они могли быть приняты как измеримые и исчислимые материальные объекты.

Похожие статьи:

1. Атомная энергия в биологии и медицине
2. Энергия Солнца
3. Энергия моря
4. Энергия мускулов
5. Растение и солнечная энергия