Статьи и речи - Максвелл Дж.К.
Скачать (прямая ссылка):
всегда находятся в движении и которых мы не можем ни остановить, ни
разбить на части, ни разрушить или лишить малейшего из их свойств,-
известно под названием атомной теории. Эта теория связана с именами
Демокрита, Эпикура и Лукреция, и обычно считали, что она допускает только
существование атомов и пустоты и исключает всякую другую основу тел.
Во многих физических умозаключениях и математических выкладках мы
привыкли рассуждать так, как будто такие субстанции, как воздух, вода или
металлы, которые кажутся нашим чувствам однородными и сплошными, являются
однородными и сплошными и в строго математическом смысле.
Мы знаем, что можно разделить пинту воды на много миллионов частей,
каждая из которых обладает всеми теми свойствами воды, какими обладает
вся пинта в целом; и нам кажется вполне естественным вывод, что можно
продолжать разделение воды до бесконечности так же, как мы никогда не
дойдем до предела при разделении пространства, в котором содержится эта
вода. Мы слышали о том, как Фарадей разделил гран золота на непостижимое
число отдельных частиц, мы можем видеть, как д-р Тиндаль образует из
ничтожного количества бутилового нитрита огромное облако, мельчайшая
видимая часть которого является все-таки облаком и поэтому должна
содержать много молекул бутилового нитрита.
За последнее время, однако, из различных независимых источников собран
ряд доказательств, которые заставляют нас допустить, что в дальнейшем
ходе процесса разделения мы в конце концов дойдем до предела, потому что
каждая часть будет содержать только одну молекулу, т. е. одно
индивидуальное тело, неделимое и неизменяемое никакими силами природы.
Даже при наших обыкновенных опытах с очень мелко разделенными веществами
мы обнаруживаем, что вещество начинает терять тс свои свойства, которые
присущи ему,
10
когда оно образует большие массы, и что начинают преобладать явления,
обусловленные индивидуальным действием молекул.
Изучение этих явлений в настоящее время указывает тот путь, по которому
должно идти развитие науки о молекулах.
Одно из этих явлений заключается в поверхностном натяжении жидкости,
которое называют капиллярным притяжением. Другая важная категория
охватывает явления, обусловленные беспорядочным движением, которое
непрерывно заставляет молекулы жидкости или газа перемещаться с одного
места на другое и постоянно изменять свое направление, подобно людям,
движущимся в толпе. От этого зависит степень диффузии газов и жидкостей
друг в друга; изучению этой диффузии, являющейся одним из ключей науки о
молекулах, неутомимый исследователь тайн природы, покойный профессор
Грахам, посвятил очень много упорного труда.
Согласно теории Видемана, степень электролитической проводимости зависит
от той же причины, а теплопроводность жидкостей, вероятно,
обусловливается действием того же рода. Для газов молекулярная теория
была разработана Клаузиусом и другими; эта теория поддается
математической обработке и подверглась экспериментальной проверке. Почти
все известные свойства газов объясняются, согласно этой теории,
динамическими принципами, и свойства отдельных молекул газов скоро уже
станут объектами научного исследования.
В настоящее время Стоней указывает на то, что численные результаты опытов
с газами заставляют предполагать, что среднее расстояние между частицами
газов, при обыкновенной температуре и давлении, есть величина порядка
одной миллионной миллиметра*; после него сэр Вильям Томсон с помощью
совершенно самостоятельной аргументации, построенной на таких различных
по характеру явлениях, как электризация металлов посредством контакта,
поверхностное натяжение мыльных пузырей и трение воздуха, доказал, что в
обыкновенных твердых и жидких телах среднее расстояние между смежными
молекулами меньше одной стомиллионной и больше двух миллиардных долей
сантиметра**.
* "Phit. Mag.", Aug., 1868. (Звездочкой отмечены примечания
Максвелла.- Прим. ред.)
** "Nature", March., 31, 1870.
И
Это, конечно, очень грубые приближения, и выведены они на основании
измерений, из которых некоторые определенно весьма грубы; но если в
настоящее время мы можем составить хотя бы приближенную программу
получения результатов такого рода, то мы вправе надеяться, что по мере
того, как методы экспериментального исследования будут становиться более
точными и более разнообразными, наше понятие о молекуле станет более
определенным, так что в недалеком будущем мы можем оказаться в состоянии
определять вес молекулы с гораздо более высокой степенью точности.
Теория, которую сэр В. Томсон обосновал на великолепных гидродинамических
теоремах Гельмгольца, пытается приписать молекулам свойства
кольцеобразных вихрей в однородной, лишенной трения и несжимаемой
жидкости. Такие вихревые кольца можно наблюдать, когда опытный курильщик
искусно выпускает клубы дыма в неподвижный воздух, но, конечно, трудно
себе представить более недолговечное явление. Кратковременность этого
