«Современный зороастриец»

Важность этого проявится впоследствии, но в настоящее время достаточно показать, что волны эфира, вызывающие свет, действительно проникают сквозь молекулы кристаллов, но при этом могут подвергаться их воздействию.

Rings of Polarised Light, Uniaxial Crystals. Rings of Polarised Light, Biaxial Crystals.

При работе с этими чрезвычайно малыми величинами читателю, имеющему некоторое знакомство с математикой, может помочь в формировании представления о них обращение к такому утонченному методу вычислений, как дифференциальное и интегральное исчисление. И даже нематематический читатель может счесть полезным уделить немного внимания, чтобы получить некоторое представление об этом знаменитом исчислении, которое было ключом, с помощью которого Ньютон и его последователи раскрыли тайны небес. Первое грубое представление о нем можно получить, рассмотрев, что произошло бы, если бы в расчетах, охватывающих сотни миль, мы пренебрегли дюймами. Предположим, нам нужно измерить участок земли длиной 300 миль и шириной 200 миль; поскольку в миле, скажем, 5000 футов, а ошибка от отбрасывания дюймов не могла бы превысить фута, максимальная ошибка в измерении длины не могла бы превысить 1/1500000-ю, а в ширине — 1/1000000-ю часть от правильного значения. В площади 300 × 200 = 60 000 квадратных миль предел ошибки при добавлении или отбрасывании прямоугольника, образованного умножением этих двух малых ошибок, не превысил бы 1/1500000 × 1/1000000 = 1/1500000000000-ю часть. Очевидно, что первая ошибка является чрезвычайно малой частью истинной величины, а вторая ошибка — еще более чрезвычайно малой частью первой ошибки. Но, поскольку мы имеем дело с абстрактными числами, мы можем так же легко представить нашу начальную ошибку как 1/100-ю или 1/1000-ю дюйма, а не один дюйм; и, фактически, уменьшать ее до тех пор, пока она не станет бесконечно малой или исчезающе малой величиной. При этом, однако, очевидно, что мы сделаем вторую ошибку такой еще более бесконечно малой долей первой, что ее можно будет считать полностью исчезающей.

Первая ошибка называется дифференциалом первого порядка и обозначается d, вторая — дифференциалом второго порядка, обозначаемым d². Таким образом, если мы назовем основание нашего прямоугольника x, а его высоту y, площадь будет равна xy. Предположим, что x получает приращение в виде очень малого dx, а y — соответствующее приращение dy; каким будет соответствующее приращение площади, или d.xy? Очевидно, это разность между старой площадью xy и новой площадью (x + dx), умноженной на (y + dy). Это умножение дает

x + dx

y + dy

xy + ydx

xdy + dx.dy

xy + xdy + ydx + dx.dy

Разность между этим и xy равна xdy + ydx + dx.dy. Но dx.dy является, как мы видели, дифференциалом второго порядка, и им можно пренебречь. Следовательно, dxy = xdy + ydx. Таким же образом dx² = (x + dx)² - x² = 2xdx + dx², где последним членом можно пренебречь, и dx² = 2xdx. Таким способом можно найти дифференциалы всех видов функций и уравнений символов, представляющих размеры и движения. И наоборот, целые величины можно рассматривать как состоящие из бесконечного числа этих бесконечно малых частей и находить их путем суммирования или интегрирования дифференциалов. Так, если бы у нас было уравнение

xdy + ydx = 2zdz

мы знаем, что левая часть является дифференциалом xy, и поэтому, проинтегрировав ее, мы получим xy; в то время как правая сторона является дифференциалом z², который мы получим, проинтегрировав его. Таким образом, выраженное соотношение заключается в том, что xy = z², или, другими словами, что прямоугольник, стороны которого равны x и y, в точности равен квадрату, сторона которого равна z.

Fig. 1. Fig. 2. Fig. 3.

Использование этого устройства для облегчения вычислений станет очевидным, если мы возьмем случай площади, ограниченной кривой линией. Мы не можем напрямую вычислить эту площадь, но легко можем вычислить площадь прямоугольника. Теперь очевидно, что если мы впишем прямоугольники в эту площадь ABC, то чем больше прямоугольников мы впишем, тем меньше будет ошибка при принятии их суммы за площадь криволинейной фигуры. Это очевидно, если сравнить рис. 2 с рис. 3. Предположим, мы возьмем точку P на кривой, назовем BN = x и PN = y, и предположим, что Nn равно dx, дифференциально малому приращению x, а pq = dy — соответствующему малому приращению y. Площадь прямоугольника PqnN = PN × Nn = ydx, и отличается от истинной криволинейной площади PpnN меньше, чем маленький прямоугольник Pq × pq или dx.dy. Но, как мы видели, если мы доведем наше деление до первого бесконечно малого порядка, или сделаем Nn и pq дифференциалами x и y, то dx.dy можно пренебречь — т.е. умножим число прямоугольников до бесконечности, и сумма их площадей будет отличаться от истинной площади, заключенной кривой, на величину ошибки, которая является исчезающе малой.

Если тогда x и y связаны некоторым фиксированным законом, что должно быть в случае, если конечность y описывает некоторую правильную кривую, соотношение между ними может быть выражено уравнением, которое останется таковым, как бы часто его ни дифференцировали или снова интегрировали, и какие бы модификации или преобразования оно ни претерпевало в результате математических процессов, которые не меняют существенного равенства двух сторон, соединенных символом равенства =. Таким образом, дифференцируя и отбрасывая как исчезающе малые все дифференциалы более низкого порядка, чем тот, с которым мы работаем, мы можем прийти к формам, интегралы которых нам известны, и путем интегрирования вернуться к результатам в обычных числах, которые мы искали, но не могли получить напрямую.

То же самое применимо, если наши символы более многочисленны и если они выражают отношения движения, а также пространства, или, по сути, любые отношения, которые управляются фиксированными законами, выразимыми уравнениями. Если мне удалось передать читателям хоть какое-то представление об этом знаменитом исчислении, они поймут, какую аналогию оно представляет идее современной физической и химической науки — идее молекул, атомов и эфира, образующих дифференциалы последовательных порядков бесконечно малого. Безусловно, весьма примечательно, что в то время как первое было чисто интеллектуальной идеей, основанной на математических абстракциях, которая была изобретена и использовалась как инструмент для решения сложнейших астрономических задач на протяжении почти двух столетий без подозрения, что она представляет какую-либо объективную реальность, последняя идея, основанная на реальном эксперименте, по-видимому, показывает, что дифференциалы и интегралы имеют свой реальный аналог в природе и представляют фундаментальные факты в строении Вселенной.

Те, кто склонен к мистическому или метафизическому складу ума, могут усмотреть в этом аргументы в пользу того, что материя и законы материи являются, в конечном счете, лишь проявлениями одного универсального, всепроникающего разума; но, следуя таким спекуляциям, мы покинули бы твердую землю ради облаков и перешли бы предел позитивного знания в область, где отражения наших собственных надежд, страхов, религиозных чувств и поэтических настроений формируются и растворяются на фоне великого неизвестного. Поэтому в настоящее время я ограничиваюсь тем, что указываю, как эти несомненные истины математической науки, которые подтвердили себя в практической форме, позволив нам предсказывать затмения и составлять морские альманахи, соответствуют и проливают свет на столь же достоверные факты этой последовательности бесконечно малых величин последовательных порядков в строении материи.

Недавно была предпринята попытка, основанная на абстрактных математических расчетах, продвинуть наше знание о строении материи на один шаг назад и отождествить атомы с эфиром. Это делается с помощью вихревой теории Гельмгольца, сэра У. Томсона и профессора Тейта. Удивительно, как некоторые из фундаментальных фактов, открытых благодаря утонченности науки, соответствуют некоторым из самых тривиальных развлечений. Так, выдувание мыльных пузырей дает лучший ключ к движению световых волн, а через них — к размерам молекул и атомов; а столкновение бильярдных шаров, беспорядочно отскакивающих друг от друга, — к движениям этих мельчайших тел и кинетической теории газов. В случае вихревой теории идея подсказывается кольцами дыма, которые некоторые ловкие курильщики развлекаются, выпуская в воздух. Эти кольца плавают в течение значительного времени, сохраняя свою круговую форму и демонстрируя свою эластичность, колеблясь вокруг нее и возвращаясь к ней, если их форма изменяется, а также отскакивая и энергично вибрируя, точно так же, как это делали бы два твердых упругих тела, если бы два кольца столкнулись. Если мы попытаемся разрезать их пополам, они отступают перед ножом или огибают его, возвращаясь при устранении внешней силы к своей первоначальной форме без потери ни одной частицы, сохраняя свою индивидуальность при каждом изменении формы и скорости. Этим постоянством формы они обязаны тому факту, что их частицы вращаются в малых кругах под прямым углом к оси или окружности большего круга, образующего кольцо; движение таким образом придает им устойчивость, очень похоже на знакомый пример с велосипедом. В конце концов они лопаются, потому что образуются и вращаются в воздухе, который является сопротивляющейся средой; но математический расчет показывает, что в идеальной жидкости, свободной от всякого трения, эти вихревые кольца были бы неделимыми и неразрушимыми: другими словами, они были бы атомами.

Вихревая теория предполагает, следовательно, что Вселенная состоит из одного однородного первичного вещества, жидкости, которая заполняет все пространство, и что то, что мы называем материей, состоит из частей этой жидкости, которые стали одушевленными вихревым движением. Бесчисленные атомы, которые образуют молекулы, а через молекулы — все разнообразные формы материи материальной Вселенной, являются, следовательно, просто множеством вихревых колец, каждое из которых совершенно ограничено, отчетливо и неразрушимо как по своей форме, массе, так и по способу движения. Они не могут измениться или исчезнуть, равно как не могут возникнуть самопроизвольно. Те из них, что одного вида, устроены одинаковым образом и поэтому наделены одинаковыми свойствами.

Теория правдоподобна, и репутация ее авторов должна обеспечить ей уважительное рассмотрение; но она еще далека от того, чтобы стать установленной теорией, которую можно принять как истинное представление фактов. Во-первых, она основана исключительно на математической теории, а не, как в случае с атомами и световыми волнами, на реальных фактах веса и измерения, проверенных экспериментом, для которых математическое рассуждение служит лишь подспорьем и дополнением. Никто не доказал существование такой среды или таких вихревых колец, тем более не взвесил и не измерил их.

Более того, теория открыта для некоторых очень очевидных возражений. Как могут агрегаты невесомой материи приобрести вес и стать подчиненными закону гравитации, который, как мы видели, является одним из существенных и постоянных качеств атомов? Если кубическая миллионная доля миллиметра эфира, сформированная в большое вихревое кольцо, скажем, атома ртути, имеет вес, равный 200 весам атома водорода, который сам по себе имеет определенный вес, почему он не имеет веса в своей первоначальной форме? И если бы он имел вес, сколь угодно малый, как могла бы огромная масса эфира, заполняющая все пространство, не производить никакого заметного эффекта на тела, даже разреженного кометного пара, вращающиеся сквозь него с огромными скоростями? Опять же, как могли бы эти бесчисленные вихревые кольца образоваться из эфира, не нарушая однородности и непрерывности среды, которые необходимы для распространения световых волн через нее? И как могли бы движения, необходимые для формирования вихревых колец, быть сообщены им de novo в соответствии с принципом сохранения энергии? Энергия не может быть создана из ничего, как и материя, никаким процессом, известным в природе или постижимым человеческим интеллектом; и предполагать это — просто более утонченный способ возвращения к сверхъестественному, что само по себе является лишь более утонченным способом сказать, что мы ничего не знаем.

Поэтому в настоящее время мы должны довольствоваться атомами и эфиром как предельными терминами нашего знания о материальных или квазиматериальных компонентах Вселенной.

ГЛАВА IV. ЭНЕРГИЯ.

Энергия движения и положения — Энергия может быть преобразована, но не создана или уничтожена — Не создается свободной волей — Закон сохранения механической энергии — Взаимопревращаемость тепла и работы — Природа тепла — Паровая машина — Различные формы энергии — Гравитация — Молекулярная энергия — Химическая энергия — Динамит — Химические сродства — Электричество — Производится трением — Вольтовым столбом — Электрические токи — Дуговая лампа — Индукция — Магнетизм — Магнитная стрелка — Электрический телеграф — Телефон — Динамо-электрическая машина — Аккумулятор.

Эти предельные элементы, однако, атомы и эфир, дают нам лишь то, что можно назвать мертвой половиной Вселенной, которая не могла бы существовать без постоянного присутствия одушевляющего принципа силы или энергии. Энергия — это термин, общепринятый в языке науки, ибо сила склонна ассоциироваться с человеческим усилием и с фактически произведенным движением, в то время как энергия — это всеобъемлющий термин, охватывающий все, что производит или способно производить движение. Так, если мы сгибаем арбалет, сила, с которой он сгибается, может либо сразу проявиться в полете стрелы, если мы отпустим тетиву; либо она может оставаться запасенной, если мы зафиксируем тетиву в пазу, готовая проявиться, когда мы нажмем на спусковой крючок. В первом случае она называется энергией движения, во втором — энергией положения. Важно четко осознать это различие, ибо многие упорядоченные и гармоничные устройства Вселенной зависят от полярности, или конфликта с попеременными победами и поражениями, между этими двумя формами энергии.

Так, если AB — маятник, подвешенный в точке A, если мы переместим его из положения покоя AC в AB и удержим там, вся его энергия будет энергией положения. Если мы отпустим его, он будет качаться вперед и назад между положениями AB и AD, и, если бы не сопротивление воздуха и трение в точке подвеса, он качался бы так вечно. Но что происходит при таком качании? От AB до AC энергия движения продолжает прирастать за счет энергии положения, пока, когда маятник достигает C, он не уничтожает ее. Энергия положения полностью исчезла, и вся первоначальная сила, затраченная на поднятие маятника в AB, в точности проявляется в силе или импульсе маятника в его низшей точке. Но является ли эта победа окончательной? Отнюдь нет; энергия положения, коснувшись дна, собирает, подобно Антею, свежие силы для борьбы, и от положения AC вверх она отвоевывает позиции у своего противника, пока, когда маятник достигает AD, она в свою очередь не становится полностью победительницей.

Такое же чередование между энергией движения и положения происходит во всех ритмических движениях, таких как волны, которые, будь то в воде, воздухе или эфире, распространяются, как в случае с маятником, частицами, выведенными из положения покоя и колеблющимися между двумя энергиями.

Так, если волны бегут вдоль упругой проволоки AB, частица P, которая была выведена в положение p, колеблется вперед и назад между p и q, начиная с одной лишь энергии положения в p, теряя ее всю ради энергии движения в P и восстанавливая ее в q. Все волновые движения — то есть весь звук, свет и тепло — зависят от этой примитивной полярности.

Если мы четко усвоили это определение двух форм энергии, мы будем лучше подготовлены к этому дальнейшему обобщению — возможно, самому грандиозному во всем диапазоне современной науки — что энергия, подобно материи, неразрушима и может быть только преобразована, но никогда не создана или уничтожена.

На первый взгляд это более трудное положение для доказательства в случае энергии, чем в случае материи. В последнем случае у нас нет ничего в нашем опыте, что могло бы заставить нас предположить, что мы когда-либо создали что-то из ничего; но в первом наше первое впечатление, несомненно, заключается в том, что мы создаем силу. Если я бросаю камень в птицу, у меня возникает инстинктивное впечатление, что сила, которая бросает камень, является творением моей собственной сознательной воли; что у меня был выбор — бросать или не бросать; и что если бы я решил не бросать, побуждающая сила никогда бы не существовала. Но если мы присмотримся к делу внимательнее, это не совсем так. Цепь событий такова: первый импульс исходит от визуальных лучей, которые, будучи сфокусированы линзой глаза на сетчатке, дают изображение птицы; это посылает вибрации вдоль зрительного нерва в мозг, приводя в движение определенные молекулы этого органа; они, в свою очередь, посылают вибрации вдоль других нервов к определенным мышцам руки и кисти, которые сокращаются и тем самым высвобождают энергию движения, которая бросает камень. Весь этот процесс строго механический; глаз действует точно так же, как камера-обскура при формировании изображения; нервные вибрации, хотя и не идентичны вибрациям проводов электрического телеграфа, имеют ту же природу, их скорость может быть измерена, а их присутствие обнаружено гальванометром; энергия мышцы запасена там медленным сгоранием пищи, которую мы съели, в кислороде воздуха, которым мы дышали. Уберите любое из этих условий, и никакое усилие воли не сможет произвести результат. Если нерв парализован или мышца от длительного голодания не имеет энергии, камень не будет брошен, как бы сильно мы ни желали убить птицу.

Опять же, точно такой же круг событий происходит в многочисленных случаях без какого-либо вмешательства этого дополнительного фактора сознательной воли. Мы дышим механически, мышцы грудной клетки заставляют ее подниматься и опускаться, подобно волнам океана, без какого-либо намеренного желания впустить воздух в легкие и выдохнуть его. Более того, бывают случаи, когда то, что поначалу сопровождалось ощущением сознательной воли, перестает быть таковым, когда молекулярные движения проложили для себя каналы, как, например, когда пианист, который с трудом учил ноты, в конце концов начинает играть сложное произведение автоматически. Случай с животными также создает еще одну трудность. Предположим, собака-ретривер видит, как ее хозяин стреляет в зайца и промахивается: должна ли она подчиниться побуждениям своего животного инстинкта и броситься в погоню, или побуждениям своей высшей моральной природы, которые говорят ей, что это неправильно делать без команды? Трудно увидеть, чем это отличается от случая человека, сопротивляющегося искушению или поддающегося ему; и как, если мы приписываем сознательную волю человеку, мы можем отказать в ней собаке.

Рассуждая из этих предпосылок, некоторые философы пришли к выводу, что человек и все животные — лишь механические автоматы, искусно сконструированные для работы определенным образом, соответствующим столь же предопределенному ходу внешних явлений; и что ощущение воли — лишь иллюзия, возникающая как последнее утончение в настройке механизма. Но здесь вступает в силу тот принцип двойственности или полярности, согласно которому утверждение может быть одновременно истинным и ложным, и два противоречивых противоположных начала существуют вместе. Никакое количество философских рассуждений не может заставить нас поверить, что мы целиком машины, а не свободные агенты; это стекает с нас, как вода с гуся, и оставляет нас перед лицом интуитивного убеждения, что в значительной степени

Man is man and master of his fate.

Если это иллюзия, почему не все остальное — свидетельства чувств, эксперимент, естественный закон, наука, так же как мораль и религия?

Дальнейшее развитие этой мысли увело бы нас далеко в туманную область метафизики, и я ссылаюсь на нее лишь для того, чтобы показать, что принцип сохранения энергии, стоящий в кажущемся противоречии с нашими естественными впечатлениями, требует более полного доказательства, чем родственный принцип неразрушимости материи.

В случае обычной механической силы давно было известно, что вмешательство машин не создает силу, а лишь преобразует ее. Если вес в 1 фунт, A, как раз уравновешивает вес в 2 фунта, B, с помощью блока, и при добавлении крошечной доли, такой как гран, поднимает его на 1 фут, всегда будет обнаружено, что A опустился на 2 фута. Другими словами, 1 фунт, работающий на 2 фута, совершает точно такую же работу, как 2 фунта, работающие на 1 фут. И какими бы ни были промежуточные механизмы, то же самое остается верным, и работа, вложенная с одного конца, выходит, ни больше ни меньше, с другого, за исключением крошечной потери из-за трения и сопротивления воздуха. Если сила, равная 1 фунту, заставляется путем умножения промежуточных механизмов поднять тонну на фут от земли, должна была быть приложена точно такая же сила, как если бы тонна была разделена на 2240 частей по 1 фунту каждая, и каждая часть была поднята отдельно.

Но хотя энергия не может быть создана, на первый взгляд кажется, что она может быть уничтожена, как когда тонна падает на землю и, кажется, потеряла всю свою энергию, будь то движения или положения. Но здесь вступает наука и показывает нам, что она не уничтожена, а просто преобразована в другой вид движения, который мы называем теплом.

Некоторая связь между механической работой и теплом была давно известна, как в знакомом эксперименте потирания рук друг о друга, чтобы согреть их; и практике, известной большинству примитивных народов, получения огня путем быстрого вращения палки в отверстии, просверленном в куске дерева; практике, описанной старым санскритским словом «pramantha», что означает инструмент для получения огня давлением или трением, и которая, будучи переведена на греческий, была увековечена легендой о Прометее. Но именно недавним годам и английскому философу, доктору Джоулю, было суждено придать научную точность и общность этой идее, фактически измерив количество тепла, производимого данным количеством работы, и показав, что они во всех случаях являются взаимопревращаемыми величинами: столько-то тепла за столько-то работы, и столько-то работы за столько-то тепла. Он сделал это, точно измерив термометром тепло, добавленное к данному количеству воды работой, совершаемой набором лопастей, вращающихся в ней, приведенных в быстрое движение известным весом, опускающимся на известное расстояние. Единица работы принимается как достаточная для поднятия 1 килограмма на 1 метр, а единица тепла — как требуемая для повышения температуры одного килограмма воды на 1° Цельсия, соотношение между ними, найденное огромным числом тщательных экспериментов, составляет 424 к 1. То есть одна единица тепла равна 424 единицам работы.

В этом и во всех случаях, требующих научной точности, лучше использовать единицы метрической системы, чем наши неуклюжие английские стандарты; но для обычного читателя может быть достаточно принять метр, который составляет около 39,37 дюйма, практически за ярд, а килограмм, который составляет 15 432 английских грана, практически равным 2 фунтам. Этого достаточно, чтобы показать гораздо большую энергию невидимых сил, действующих на малых расстояниях, чем энергию гравитации и других сил, совершающих заметную механическую работу, так как энергия веса, падающего с высоты более 1300 футов, достаточна лишь для нагрева собственного веса на 1°.

Это доказательство взаимопревращаемости работы в тепло придает гораздо большую точность нашим представлениям относительно истинной природы тепла и его родственных молекулярных и атомных энергий. Тепло явно не является материальной субстанцией, ибо тело не прибавляет в весе, становясь горячее. В случае всей весомой материи вплоть до атомов, которые по сравнению с размером Земли лишь размером с крикетные мячи, любая комбинация, которая добавляет материю, добавляет вес, и вес продукта в точности равен сумме весов отдельных факторов, которые объединились для его формирования. Так, если железо сгорает в газообразном кислороде, продукт, оксид железа или ржавчина, весит больше исходного железа ровно на столько, сколько весит потребленный кислород. Но тепло, свет и электричество не добавляют ничего к весу тела, когда они добавляются к нему, и не отнимают ничего, когда они вычитаются. Вывод неизбежен, что тепло, как и свет, не является весомой материей, а энергией, передаваемой волнами невесомой среды, известной как эфир. Это подтверждается тем, что когда луч от Солнца анализируется путем прохождения через преломляющую призму, одна часть спектра показывает свет различных цветов, в то время как другая дает тепло. Самая горячая часть спектра лежит в красном и за его пределами, показывая, что тепловые волны длиннее, а их колебания медленнее, чем у света. Тепловые волны также могут быть заставлены интерферировать и поляризоваться способом, аналогичным явлениям, демонстрируемым волнами света.

Нет никаких сомнений, следовательно, что тепло, как и свет, является энергией или видом движения, передаваемым волнами невесомого эфира, и что оно воздействует на молекулы и атомы материи накопленными последовательными импульсами этих волн на молекулы и атомы, которые плавают в нем, или, скорее, которые вращаются в нем в определенных группах и на фиксированных орбитах, подобно миниатюрным солнечным системам или звездным вселенным. Мы теперь можем видеть, как тепло совершает работу и почему работа может быть преобразована в него.

Тепло совершает работу двумя способами. Во-первых, оно расширяет тела — то есть оно раздвигает их молекулы дальше друг от друга против силы сцепления, которая связывает их вместе или заставляет их двигаться по определенным орбитам на определенных расстояниях. Это как если бы оно увеличивало скорость, а следовательно, и центробежную силу системы планет, и тем самым заставляло их вращаться по более широким орбитам. Расширение ртути в термометре дает знакомый пример этого эффекта тепла и самый готовый способ измерения его величины. Во-вторых, оно увеличивает энергию молекулярных движений, так что они мечутся, сталкиваются и вибрируют с большей силой. Таким образом, по мере увеличения тепла увеличивается испарение, ибо молекулы на поверхности выбрасываются с такой силой, что выходят за пределы сферы притяжения сцепления, которое связывает их с системой, и они устремляются прочь, подобно кометам в пространство. Наконец, по мере увеличения тепла и совершения все большей работы против центростремительной силы сцепления, большинство веществ, и, несомненно, все, если бы мы могли получить достаточно тепла, превращаются из твердых тел в жидкости, а в конечном итоге в газы, в каковом последнем состоянии молекулы полностью вышли за пределы сферы своего взаимного притяжения и стремятся устремиться бесконечно в направлении своих собственных надлежащих центробежных движений, если только они не ограничены, в каковом случае они мечутся, сталкиваются, отскакивают и оказывают давление на ограничивающую поверхность.

И наоборот, если тепло расширяет тела, оно выделяется, когда они сжимаются. Так, огромное количество тепла, излучаемое в течение миллионов лет Солнцем, вероятно, происходит главным образом из-за механической силы сжатия первоначальной космической материи, конденсирующейся вокруг солнечного ядра.

Опять же, когда газы внезапно расширяются, их температура падает, что является принципом, с помощью которого получается искусственный лед, и замороженная говядина и баранина доставляются из Америки и Австралии, вызывая, таковы сложные отношения современного общества, сельскохозяйственную депрессию, падение арендной платы и серьезное обострение ирландского вопроса.

В качестве примера обратного положения о преобразовании тепла в механическую работу паровая машина дает наиболее подходящую иллюстрацию. Первоначальная энергия пришла от Солнца миллионы лет назад и совершила работу, позволив листьям растений преодолеть сильное взаимное сродство углерода и кислорода в углекислом газе в воздухе и запасти углерод в растении, где он оставался со времен угольной эры в форме энергии положения. Зажигая уголь, или, другими словами, раздвигая его молекулы шире с помощью тепла, мы позволяем им снова проявить свое естественное сродство к кислороду и сгореть, то есть рекомбинировать в углекислый газ. Тепло, таким образом произведенное, превращает воду в пар, который проходит через цилиндр либо в конденсатор, если пар находится под низким давлением, либо во внешний воздух, если он был перегрет и доведен до более высокого давления, чем атмосферное. Разница давления или упругости пара в котле и того же пара, когда он конденсируется или освобождается, доступна для совершения работы, и, будучи попеременно впускаемой и выпускаемой с двух концов цилиндра, приводит в движение поршень вверх и вниз, который с помощью кривошипов и валов вращает колесо или выполняет любую требуемую от него работу. При этом тепло исчезает, преобразуясь в работу, и количество тепла в точности равнялось бы тому, в которое работа была бы преобразована согласно закону Джоуля, если бы ее можно было использовать всю без потерь, неизбежно возникающих из-за трения, излучения и еще более важного поглощения скрытой теплоты, необходимой для превращения воды при температуре кипения в пар той же температуры. Последнее на самом деле не является уничтожением тепла, а его преобразованием в работу, совершаемую при разделении молекул против силы сцепления. Все тепло, следовательно, преобразуется в работу, главным образом молекулярную работу по разрыву молекул, а остаток — в механическую работу, вращающую шпиндели и приводящую в движение локомотивы и пароходы.

Промежуточный механизм здесь, включая воду в котле, является лишь средством применения первоначальной энергии тем способом, который мы желаем. Существенным является преобразование определенного количества тепла в работу путем перехода, в соответствии с законами тепла, от более горячего тела к более холодному. Последнее условие является обязательным, ибо природа тепла заключается в стремлении к равновесию путем перехода от горячего к холодному, и никакая работа не может быть получена из него обратным путем. Напротив, работа должна быть затрачена и превращена в тепло, чтобы восстановить температуру, которая упала. Случай аналогичен случаю с водой, которая, если поднята испарением или запасена в резервуарах на уровне выше моря, может быть заставлена вращать колесо, пока она стекает вниз; но когда она вся стекла до уровня моря, она не может совершать больше работы и может быть только закачана обратно на более высокий уровень путем затраты свежей работы. Благодаря этой тенденции тепла мы можем видеть, что, хотя материя и энергия по всем признакам неразрушимы, нынешнее устройство Вселенной не вечно. Одушевляющая энергия тепла всегда стремится сгладить различия температур и привести всю энергию к одному равномерному мертвому уровню общего среднего, при котором никакая дальнейшая жизнь, работа или движение невозможны. К счастью, это завершение далеко, и в течение многих десятков или сотен миллионов лет обитатели этой крошечной планеты могут чувствовать себя вполне в безопасности и не должны, подобно покойному доктору Каммингу, знаменитости милленаризма, вводить перерывы в договоры аренды своих домов, чтобы предусмотреть случай конца света в ближайшем будущем.

Отбросив, таким образом, в отдаленное будущее любые спекуляции относительно исчерпания этого существенного элемента активной энергии, давайте лучше рассмотрим различные протеиновые формы, в которых она проявляется.

1. Энергия видимого движения, которая, как мы видели, может быть преобразована в эквивалентное количество энергии положения.

2. Молекулярная энергия, которая вызывает силу сцепления, отталкивание и другие надлежащие движения этих мельчайших и невидимых частиц материи.

3. Энергия тепла и света, которые передаются волнами предполагаемой невесомой среды, называемой эфиром.

4. Энергия химического действия, посредством которой малые предельные частицы весомой материи, называемые атомами, разделяются и соединяются в различные комбинации молекул, составляющие видимую материю, в подчинении определенным сродствам или присущим им притяжениям и отталкиваниям.

5. Электрическая энергия, которая включает магнетизм как частный случай.

Все эти формы энергии могут существовать, как в случае с видимой энергией, либо как энергии движения, либо как энергии положения, и фактическое устройство Вселенной в значительной мере обусловлено чередованием этих двух энергий. Так, все волновое движение, будь то волны моря, перемалывающие скалистый берег, воздух, передающий звук, или эфир, передающий свет и тепло, являются примерами энергий движения и положения, конфликтующих друг с другом и попеременно одерживающих победу. Так же фунт пороха или динамита обладает огромной энергией положения, которая, когда его атомы высвобождаются из их взаимной нестабильной связи теплом или ударом, проявляется в огромной энергии движения, которая является более или менее разрушительной в зависимости от быстроты, с которой атомы устремляются в новые комбинации.

Давайте рассмотрим эти различные энергии немного подробнее. Энергия видимого движения проявляется главным образом законом гравитации, согласно которому вся материя притягивает другую материю прямо пропорционально массе и обратно пропорционально квадрату расстояния. Это универсальный и единообразный закон материи, который можно проследить без изменения или вариации от мельчайшего атома до самой отдаленной двойной звезды. Энергию живой силы можно было бы, на первый взгляд, считать еще одной из самых распространенных причин видимого движения; но при тщательном анализе обнаружится, что то, что кажется таковым, является лишь результатом молекулярной энергии положения, запасенной в живом теле химическими изменениями во время медленного сгорания пищи, и что ничего не было добавлено какой-либо гипотетической жизненной силой. Сознательная воля, по-видимому, действует в этих случаях просто как сигнальщик, который показывает белый флаг, может действовать на поезд, который стоял на линии, ожидая его. Энергия, которая движет поезд, полностью обусловлена разницей тепла, которое было развито сгоранием угля, между паром в котле и паром, когда ему позволено выйти в воздух; и эта энергия пришла первоначально от Солнца, чьи лучи позволили листьям растущих растений разложить углекислый газ и запасти углерод в угле. Об этой силе гравитации, вызывающей видимое движение, мы можем сказать, что это сравнительно очень слабая сила, которая действует равномерно на всех расстояниях, больших или малых.

Молекулярные энергии, с другой стороны, действуют с гораздо большей силой, но на очень малых расстояниях, и проявляются иногда как силы притяжения, а иногда как силы отталкивания. Так, твердые тела удерживаются вместе силой сцепления, которая очень мощна, но действует только на очень малых расстояниях, как мы можем видеть, если разобьем кусок стекла и попытаемся починить его, прижимая сломанные края друг к другу. Мы не можем сблизить их достаточно, чтобы снова привести в действие молекулярное притяжение и сделать разбитое стекло твердым. Но то же самое стекло действует с отталкивающей энергией, если другое твердое тело пытается проникнуть в него, так что мы можем ходить по стеклянному полу, не проваливаясь в него. Тепло также, увеличивая расстояние между молекулами, сначала ослабляет силу сцепления, так что твердое тело становится жидким, и, наконец, преодолевает ее полностью, так что оно переходит в состояние газа, в котором центростремительное притяжение молекул погашено, и они стремятся удаляться все дальше и дальше друг от друга под действием центробежной силы своих собственных надлежащих скоростей. Большая энергия молекулярных сил будет очевидна из того факта, что железный прут при охлаждении на 10° Цельсия сжимается с силой, равной тонне на каждый квадратный дюйм сечения, как это показано на трубчатом мосту через Менайский пролив, где должно быть оставлено пространство для свободного сжатия и расширения железа при изменениях температуры.

Химическая энергия, или взаимные притяжения и отталкивания атомов, еще более мощна, чем энергия молекул. Она проявляется в их избирательных сродствах, или в том, что можно назвать симпатиями и антипатиями, или любовью и ненавистью этих предельных частиц. Пожалуй, лучшую иллюстрацию даст «последний ресурс цивилизации» — динамит. Это вещество, или, чтобы дать ему научное название, нитроглицерин, состоит из молекул, каждая из которых является сложной комбинацией девяти атомов кислорода, пяти водорода, трех азота и трех углерода. Из них кислород и водород имеют сильное сродство друг к другу, что видно по их устремлению друг к другу всякий раз, когда представляется возможность, и по их соединению, образующему очень стабильное соединение — воду. Кислород и углерод также имеют очень сильное сродство и легко образуют стабильный продукт — газ углекислый газ. Азот, с другой стороны, является очень инертным веществом; его молекула состоит из двух атомов самого себя, которые связаны сильным сродством и могут быть с трудом уговорены на комбинации с другими элементами, образуя соединения, которые являются, так сказать, искусственными структурами и очень нестабильны. Мы видим это в воздухе, который состоит главным образом из кислорода и азота, но не в химическом соединении, кислород просто разбавлен азотом, как виски водой, с той же целью разбавления слишком мощного кислорода или слишком сильного алкоголя и обеспечения возможности дышащему воздухом или пьющему виски принять их в систему, не сжигая ткани слишком быстро. Если бы азот имел большее сродство к кислороду, он химически соединился бы с ним, и мы жили бы в атмосфере закиси азота, или веселящего газа.

Молекула, следовательно, нитроглицерина напоминает карточный домик, настолько тонко сбалансированный, что он будет стоять, но развалится на части при малейшем прикосновении. Когда это обеспечивается легким ударом, молекула разваливается на части и распадается на свои составляющие атомы, которые устремляются друг к другу в соответствии со своими естественными сродствами, образуя огромный объем газа, частично воды в форме пара, где кислород соединился с водородом, и частично углекислого газа, где он соединился с углеродом, оставляя атомы азота объединяться в пары и возвращаться к своей первоначальной форме двухатомных молекул газообразного азота. Это как если бы плохо подобранные пары, которые были соединены брачными узами, завязанными маневрами белгравийских матерей, внезапно оказались освобождены декретом о разводе a vinculo matrimonii и устремились порывисто в объятия друг друга в соответствии с законами своих соответствующих сродств. Настолько поразительно это сходство, что один из самых известных романов Гёте, «Wahlverwandschaften», берет свое название от человеческой игры этих химических реакций. Огромная энергия, развиваемая, когда эти атомные силы высвобождаются и почти мгновенно создается огромный объем газа, подтверждается разрушительной силой, которой самые твердые скалы разбиваются вдребезги, а самые прочные здания разрушаются.

Эти любви и ненависти, или, как их называют, химические сродства и отталкивания атомов, являются основными средствами, с помощью которых материальная структура Вселенной строится из первоначальных элементов. Земля, или твердая кора планеты, которую мы населяем, состоит главным образом из окисленных оснований и обусловлена сродством кислорода к кремнию, кальцию, алюминию, железу и другим первичным элементам того, что называется металлами. Это сродство позволяет им создавать стабильные соединения, которые при существующих условиях температуры и прочих удерживаются вместе и нелегко разлагаются. Вода таким же образом, во всех своих формах волн, морей, озер, рек, облаков и невидимого пара, обусловлена сродством между кислородом и водородом, образующим стабильное соединение. Соль опять же обязана сродству хлора к натрию, и так почти для всех различных продуктов, с которыми мы знакомы, кислород и азот в воздухе, которым мы дышим, являются почти единственными элементами, которые существуют в своем первичном и несвязанном состоянии в каких-либо значительных количествах и формируют существенную часть условий, которые делают нашу планету обитаемой обителью для человека и других форм жизни.

Мы увидим вскоре нечто большее о природе этих сродств и законах, по которым они действуют; но прежде чем переходить к этой ветви предмета, мы должны рассмотреть оставшуюся форму, в которой одна неразрушимая энергия Вселенной проявляет себя, а именно — электричество.

Электричество — самая тонкая и наименее понятая из этих форм. В своей простейшей форме оно появляется как результат трения между различными веществами. Так, если мы потрем стеклянную палочку куском шелка, заботясь о том, чтобы оба были теплыми и сухими, мы обнаружим, что стекло приобрело свойство притягивать легкие тела, такие как маленькие кусочки бумаги или шарики из бузины. Другие вещества, такие как сургуч и янтарь, обладают тем же свойством. Продолжая наше исследование далее, мы обнаружим, что это влияние не является, подобно гравитации, единообразным и всегда действующим в одном направлении, а бывает двух видов, равных и противоположных. Если мы коснемся шарика из бузины возбужденной стеклянной палочкой, он после контакта будет отталкиваться; но если мы поднесем шарик, который был возбужден контактом со стеклом, под влияние палочки сургуча, которая была возбуждена трением о теплую сухую фланель, шарик вместо отталкивания притягивается.

И наоборот, если сначала коснуться бузинной сердцевины наэлектризованным сургучом, то впоследствии она будет отталкиваться наэлектризованным сургучом и притягиваться наэлектризованным стеклом. Таким образом, ясно, что существуют два противоположных вида электричества и что тела, заряженные одноименными зарядами, отталкиваются, а разноименными — притягиваются друг к другу. Для удобства один из этих видов электричества, возникающий на стекле, называют положительным, а другой — отрицательным; и было четко доказано, что один не может существовать без другого и что всякий раз, когда возникает один вид электричества, в точно таком же количестве образуется электричество противоположного рода. Если при натирании стекла шелком на стекле возникает положительное электричество, то на шелке образуется такое же количество отрицательного электричества.

Другой фундаментальный факт заключается в том, что некоторые вещества способны переносить, рассеивать или нейтрализовать это особое влияние, называемое электричеством, тогда как другие не способны на это и удерживают его. Первые называются проводниками, вторые — диэлектриками (непроводниками). Так, стекло является изолятором, или непроводником, в то время как металл — проводник электричества; и причина, по которой натираемые друг о друга вещества, такие как стекло и шелк, должны быть сухими, заключается в том, что вода во всех своих формах является проводником, который отводит электричество так же быстро, как оно возникает.

Эти факты породили теорию — которая, в конечном счете, является не столько объяснением, сколько удобным способом выражения фактов — о существовании двух противоположных электрических жидкостей, которые в обычном или ненаэлектризованном теле соединены и нейтрализуют друг друга, но разделяются при трении и текут в противоположных направлениях, накапливаясь на противоположных полюсах, или, возможно, одна накапливается на одном полюсе, в то время как другая рассеивается через какую-либо проводящую среду и становится незаметной. Активное электричество, будь то положительное или отрицательное, накопленное таким образом на одном полюсе и удерживаемое там благодаря тому, что контактирующее с ним вещество является непроводником, своим влиянием нарушает электрическое равновесие любого приближенного к нему тела, разделяет его две жидкости и притягивает ту, что противоположна ему самому. Это притяжение тянет легкое тело к себе до тех пор, пока не произойдет контакт, после чего электрическая жидкость наэлектризованного тела перетекает в меньшее тело, так что его противоположное электричество вытесняется, и оно оказывается в том же состоянии, что и возбудитель, а следовательно, может отталкиваться аналогичным возбудителем или притягиваться противоположным, который ранее его отталкивал.

Очевидно, не углубляясь далее, что существует большое сходство между электрической энергией и энергией тепла и химического сродства. Та же самая механическая работа, а именно трение, которая генерирует тепло, генерирует и электричество. Главное различие, по-видимому, заключается в том, что трение может преобразовываться в тепло при натирании одинаковых веществ, как в случае получения огня путем трения дерева; но электричество можно получить только путем трения между разнородными веществами. Так, электричество не возникает при натирании стекла о стекло, или шелка о шелк, или о стекло, покрытое шелком, хотя небольшая разница в текстуре иногда достаточна для разделения электрических жидкостей. Так, если два куска одной и той же шелковой ленты потереть друг о друга вдоль, электричество не вырабатывается, но если поперек, то один наэлектризуется положительно, а другой — отрицательно. В этом отношении аналогия с химическим сродством очевидна, поскольку оно, подобным же образом, действует только между разнородными телами.

Однако, чтобы доказать тождественность этих форм энергии, выйдя за рамки смутной аналогии, мы должны проследить электричество далеко за пределы простых проявлений стеклянной палочки и сургуча и дойти до его истоков — в преобразованиях химического действия и механической работы, в вольтовом столбе, электрическом телеграфе, телефоне и динамо-машине.

Вольтов столб в своей простейшей форме представляет собой сосуд, содержащий кислотную жидкость, в которую погружены пары пластин из разных металлов. Очевидно, что если бы действие кислоты на каждый металл было совершенно одинаковым, то в кислоте растворялись бы равные количества каждого из них, и равновесие химических энергий не было бы нарушено. Но поскольку действие различно, это равновесие нарушается, и если сумму этих нарушений для ряда отдельных пар пластин можно накопить, она станет значительной. Это достигается путем соединения пластин одного и того же металла в каждой ячейке металлической проволокой, покрытой каким-либо непроводящим веществом. Таким образом, имеются два провода, один справа, другой слева, свободные концы которых называются полюсами батареи. Если мы проверим эти полюса так же, как мы делали со стеклянной палочкой и сургучом, мы обнаружим, что один полюс заряжен положительным, а другой — отрицательным электричеством. Другими словами, химическая энергия, равновесие которой было нарушено неравным действием кислоты на пластины из разных металлов, была преобразована в электрическую энергию, проявляющуюся, как это всегда бывает, при условии двух равных и противоположных полярностей. Если мы соединим эти два полюса друг с другом, два вида электричества устремятся навстречу и соединятся, и установится то, что называется электрическим током, циркулирующим вокруг батареи. Поскольку химическое действие кислоты на металлы не мгновенно, а непрерывно, так как кислота поглощает молекулу за молекулой металла, то и ток является непрерывным. Когда мы называем его током, этот термин используется для удобства, ибо, как мы вскоре увидим, ток будет течь по проводу или другому проводящему веществу на огромные расстояния, например через Атлантику, со скоростью многих тысяч миль в секунду, и мы не можем, как и в случае со светом, представлять его себе как фактический перенос материальных частиц, сметаемых, как рекой, текущей с этой огромной скоростью, но обязательно как передачу некоторой формы движения, распространяющегося волнами или колебаниями через всепроникающий эфир, в котором плавают атомы проводящего провода. Как бы то ни было, эффект этих электрических токов весьма разнообразен и очень энергичен. Он может производить интенсивный жар, ибо если вместо соединения двух полюсов мы соединим их тонкой платиновой проволокой, она через несколько секунд раскалится докрасна. Если соединительный провод толще, тепло также будет выделяться, но менее интенсивно, тем самым поддерживая аналогию с током, который устремляется с большей стремительностью через узкий канал, чем через широкий. Если полюса снабжены наконечниками из твердого вещества, такого как углерод, частицы которого остаются твердыми при сильном нагревании, то при их сближении возникает интенсивный свет, и углерод медленно сгорает. Это создает то, что называется дуговой лампой, которая дает такую сильную осветительную способность и начинает повсеместно использоваться для освещения больших пространств.

Другое преобразование — обратно в химическую энергию, что демонстрируется способностью электрического тока разлагать сложные вещества. Если, например, полюса батареи погрузить в сосуд с водой, молекулы воды будут разложены, и пузырьки газообразного кислорода будут подниматься от положительного полюса, а водорода — от отрицательного.

Другим эффектом электрических токов является их взаимное притяжение и отталкивание. Если два параллельных провода, имеющих свободу движения, несут токи, текущие в одном направлении — от положительного к отрицательному или наоборот, — они будут притягиваться друг к другу; если в противоположных направлениях — они будут отталкиваться. Электрические токи также действуют посредством индукции, то есть они нарушают электрическое равновесие тел, попавших под их влияние, и индуцируют в них токи. Так, если у нас есть две круговые катушки изолированного провода, расположенные рядом друг с другом, одна справа, другая слева, и мы соединим концы правой катушки с полюсами батареи, то в момент установления соединения и начала протекания тока через левую катушку пройдет мгновенный ток в противоположном направлении. Он прекратится, и до тех пор, пока ток продолжает течь через правую катушку, тока через другую не будет; но если мы разорвем контакт между правой катушкой и батареей, через левую катушку снова пройдет мгновенный ток, но на этот раз в том же направлении, что и другой. Тот же эффект будет произведен, если вместо замыкания и размыкания контакта в правой катушке мы будем поддерживать постоянное протекание тока через нее и заставим правую катушку попеременно приближаться к другой катушке и удаляться от нее. В этом случае, когда правая катушка приближается, она индуцирует противоположный ток в левой; а когда она удаляется — ток в том же направлении, что и первичный.

Эти явления индукции подготавливают нас к пониманию природы магнитов и магнитных эффектов, производимых электрическими токами. Если изолированный провод обернуть вокруг цилиндра из мягкого или немагнитного железа и пропустить ток через провод, цилиндр превращается в магнит и становится способным удерживать грузы. Если ток прекращается, цилиндр перестает быть магнитом и роняет груз. Следовательно, магнит — это, очевидно, вещество, в котором циркулируют электрические токи под прямым углом к его оси, а постоянный магнит — это тот, в котором такие токи циркулируют постоянно в силу строения тела, не получая питания извне. Земля является таким магнитом, как и железо и другие вещества при определенных условиях.

После этого легко понять, почему электрический ток отклоняет магнитную стрелку. Если такая стрелка свободно подвешена рядом с параллельным ей проводом, то при пропускании тока через провод он должен притягивать (если токи одноименные) или отталкивать (если разноименные) токи, циркулирующие под прямым углом к оси стрелки, и тем самым стремиться заставить стрелку повернуться в положение под прямым углом к проводу, чтобы ее токи могли быть параллельны току в проводе. Это причина, по которой стрелка в обычном состоянии указывает на север и юг, или, вернее, на магнитные полюса Земли, поскольку ее токи находятся под влиянием земных токов, циркулирующих параллельно магнитному экватору. Отклонение стрелки от этого направления, вызванное любым другим током, подобным тому, что проходит по проводу, будет зависеть от силы тока, которую можно измерить по величине отклонения стрелки. Направление, в котором отклоняется стрелка, то есть поворачивается ли северный полюс вправо или влево, будет зависеть от направления тока в проводе. Направление круговых токов, образующих магнит, таково, что если вы смотрите на северный полюс свободно подвешенного цилиндрического магнита — то есть если вы стоите к северу от него и смотрите на юг, — положительный ток будет подниматься с вашей правой стороны, или с западной, и опускаться с восточной. Отсюда следует, что разноименные полюса обязательно должны притягиваться, а одноименные — отталкиваться, ибо в первом случае круговые токи, обращенные друг к другу, идут в одном направлении, а во втором — в противоположных.

Читатель теперь может понять принцип электрического телеграфа, этого чудесного изобретения, которое произвело революцию в человеческом общении и, в значительной степени, уничтожило пространство и время. Оно берет начало в открытии, сделанном Эрстедом, датским ученым, что эффект электрического тока заключается в том, чтобы заставить магнит повернуться, стремясь расположиться под прямым углом к нему. Проводящая способность изолированной медной проволоки такова, что практически нет никакой разницы, имеет ли один из проводов, соединенных с полюсом батареи, длину два фута или 2000 миль, а Земля, будучи проводящей средой, обеспечивает равное продолжение от другого полюса, так что замкнутая электрическая цепь может быть установлена через Атлантику так же легко, как и в стенах лаборатории.

Поэтому, если магнитная стрелка подвешена на американском конце, она будет реагировать на каждый электрический ток и на любое прерывание, возобновление или изменение направления этого тока, установленного в Англии. Стрелку, таким образом, можно заставить отклоняться вправо или влево, создавая или меняя направление тока в проводе; и она будет возвращаться в свое положение всякий раз, когда ток прерывается, и повторять свое движение всякий раз, когда ток возобновляется. Фактически ее можно заставить двигаться подобно стрелке старомодного телеграфа или железнодорожного сигнала. Остается только иметь аппарат, с помощью которого оператор может быстро создавать и прерывать токи, и код, с помощью которого определенные движения стрелки соответствуют определенным буквам алфавита, — и у вас есть электрический телеграф.

Существует много остроумных применений этого механизма, но в принципе все они сводятся к преобразованиям энергии. Химическая энергия преобразуется в электрическую, а та, в свою очередь, — в механическую работу по перемещению стрелки.

Телефон — еще один пример подобных преобразований. Здесь произносимые слова создают вибрации воздуха, которые вызывают соответствующие вибрации в тонкой металлической пластине или диске на одном конце, которые передаются через промежуточный механизм к аналогичному диску на другом конце, чьи вибрации вызывают подобные вибрации в воздухе, воспроизводя произнесенные слова на расстоянии, которое может составлять много миль от говорящего.

Великие изобретения современной науки, совершившие такую революцию в обществе, являются примерами законов сохранения энергии. Человек делает силы природы доступными для своих целей, преобразуя их туда и обратно, то в одну, то в другую форму энергии, по мере необходимости для достижения желаемого результата. Ему нужна механическая энергия, чтобы качать воду или приводить в движение локомотив или пароход: он получает ее от паровой машины, преобразуя энергию тепла в угле, которая возникла века назад из энергии химического действия, произведенного солнечными лучами в зеленых листьях растущих растений. Он хочет посылать сообщения за несколько секунд через Атлантику: он делает это, преобразуя химическую энергию в электричество в вольтовом столбе, посылая его вибрации по проводящему проводу и преобразуя его на дальнем конце в механическую энергию, заставляя магнитную стрелку поворачиваться на своей оси и подавать сигналы. Если вместо отправки сообщения он хочет вести разговор на расстоянии, он изобретает телефон, с помощью которого звуковые вибрации воздуха преобразуются в вибрации диска, затем в электрические токи, затем в вибрации удаленного диска и, наконец, снова в произнесенные слова. Или, если ему нужен свет, он превращает в него электричество, снабжая полюса своей батареи угольными наконечниками и сближая их.