Статьи и речи - Максвелл Дж.К.
Скачать (прямая ссылка):
необходимым только до тех пор, пока физика не получит более полного
знания о движении молекул, ясно обнаруживается в некоторых других
замечаниях, сделанных им в статье "Молекулы". Он замечает, что
статистический метод описывает "новый род закономерностей, закономерность
средних", но эта закономерность не является "совершенным знанием всех
данных"; она является только достаточной "для всех практических целей".
"Уравнения динамики полностью выражают законы исторического метода в
применении к материи, но при-
262
менение этих уравнений предполагает совершенное знание всех дапных. Но
мельчайшее количество материи, которое мы можем подвергнуть эксперименту,
состоит из миллионов молекул, ни одна из которых никогда не является
ощутимой индивидуально для нас. Поэтому мы не можем удостовериться в
действительном движении любой из этих молекул; так что мы вынуждены
оставить строго исторический метод и принять статистический метод, когда
мы имеем дело с большими группами молекул.
Данные статистического метода в применении к молекулярной науке являются
суммами большого числа молекулярных величин. При изучении соотношений
между величинами такого рода мы встречаемся с новым видом закономерности
- закономерностью средних, на которую мы можем полагаться совершенно
достаточно для всех практических целей, но которая не может претендовать
на тот характер абсолютной точности, который принадлежит законам
абстрактной динамики" 26.
Вера в то, что статистический метод является только временным выходом,
ясна также из рассуждения Максвелла о возможном противоречии, возникающем
в науке из сосуществования двух методов исследования27. В "Теории
теплоты" Максвелл изобрел знаменитого демона для того, чтобы
иллюстрировать возможность того, что свойства совокупности сущностей,
исследуемые историческим методом, могут противоречить свойствам тех же
самых сущностей, исследуемых статистическим методом. С ио-мощью простого
механического приспособления демон, наделенный способностью наблюдать
отдельные молекулы, может нарушить второй закон термодинамики в его
статистической интерпретации.
"...представим себе существо, чувства которого настолько обострены, что
оно может проследить за траекторией каждой молекулы; такое существо,
атрибуты которого все еще существенно конечны, как и наши, было бы
способно делать то, что в настоящее время невозможно для нас. В самом
деле, мы видели, что молекулы в сосуде, наполненном воздухом при
однородной температуре, движутся с отнюдь не равномерными скоростями,
хотя средняя скорость любого произвольно выбранного большого количества
их почти точно равномерна. Теперь предположим, что сосуд разделен на две
части А и В перегородкой,
263
в которой имеется малое отверстие, и что существо, которое может видеть
отдельные молекулы, открывает и закрывает это отверстие так, чтобы
пропускать только более быстрые молекулы из А в В и только более
медленные молекулы из В в А. Таким образом, это существо без затраты
работы поднимет температуру в В и понизит температуру в А в противоречии
со вторым законом термодинамики" 28.
5. В инвентарной книге максвелловской мысли имеется как приходная, так
и расходная сторона. На стороне прихода, в электромагнетизме, Максвелл
ограничил свои исследования после отступления от полного динамического
объяснения тем, что мы теперь называем макроскопической областью. А в
кинетической теории проникновение в микроскопическую область было
поддержано независимым доказательством. С расходной стороны Максвелл
оставался убежденным, что вся энергия является механической энергией.
Однако его не следует слишком сильно обвинять за это убеждение. Это было
не столько догмой относительно природы Вселенной, сколько программой
объединения физики, создания новой теории и открытия новых физических
явлений.
В "Действии на расстоянии" Максвелл заметил, что некоторые силы в природе
кажутся действующими на расстоянии из отдельных центров, как, например,
тяготение, в то время как другие силы кажутся действующими через
промежуточную среду, как, например, круги, распространяющиеся по воде,
когда бросают камень в пруд. Он также заметил, что эти два вида сил
фигурируют в программах, которые намечают физики в их попытках исключить
силы другого рода. Максвелл присоединялся к защитникам непосредственного
действия, потому что это казалось ему более "философским", более научным
2Э.
"Почему мы не должны тогда допускать, что знакомый нам способ передачи
движения путем толчков и тяги нашими руками является примером всех
действий между телами даже в тех случаях, в которых мы не можем ничего
наблюдать между телами, что принимало бы участие в действии" 30.
Динамическое объяснение привело физику от времен Ньютона далеко в XIX
столетие. В исследованиях Максвелла оно продвинуло как теорию
электричества, так и
264
теорию материи. Но, как оказалось, это продвижение помогло установить
пределы той программы, которая вызвала его.
