Чтобы предотвратить многие злоупотребления, которые породило это понятие кинетической силы, и выбить почву из-под ног тех ошибающихся теоретиков, которые сводят все силы к движению, важно заметить, что кинетическую силу можно было бы определить как «то количество действия, которое движущееся тело может оказать на препятствие, пока его скорость не исчерпана». Это определение ничего бы не изменило в математическом выражении кинетических сил; ибо количество действия, которое движущееся тело может оказать на препятствие, точно равно количеству движения, или импульсу, которым одушевлено тело. Единственное изменение было бы в терминологии, которая вместо технической стала бы философской. В качестве примеров кинетической силы, определенной таким образом, мы могли бы упомянуть количество действия пушечного ядра, молота на наковальне, ветра на паруса и т. д.
Деление сил на динамические, статические и кинетические давно признано всеми компетентными судьями как очень хорошее и удовлетворительное. Но наши люди прогресса, в наивной вере, что до их появления на сцене все в этом мире было тьмой, изменили все это. Теперь утверждается, что все силы состоят не в чем ином, как в «массе, одушевленной скоростью». Динамические силы отвергаются, по-видимому, потому, что они подразумевают то, что современная наука не может или не хочет понимать, — т.е. реальное производство (они называют это «сотворением») движения. С другой стороны, статические силы — это не массы, одушевленные скоростью, и поэтому они отбрасываются, потому что не порождают реального движения. Такова последовательность наших прогрессивных друзей.
И все же, до тех пор, пока всякое следствие будет нуждаться в причине, не может быть сомнений в том, что статические силы должны быть реальными силами. Два груза, уравновешивающие друг друга на концах рычага, безусловно, действуют друг на друга, как должен признать каждый, кто наблюдает изменение, произведенное удалением одного из двух. Груз, который фактически препятствует падению другого груза, несомненно, оказывает положительное влияние на него, и поэтому проявляет энергию и порождает количество действия. Так же, когда груз находится в покое на столе, гравитация не остается бездействующей по отношению к нему, но побуждает его к столу с непреклонной цепкостью. Следовательно, стол должен постоянно противодействовать, чтобы удерживать тело в покое. Очевидно, поэтому, что груз, находясь в покое на столе, проявляет свои энергии и занят реальным действием; ибо ничто, кроме реального действия, не может пробудить реальное противодействие. Опять же, когда мы пытаемся поднять груз, мы чувствуем, что должны преодолеть реальное сопротивление; и когда мы поддерживаем груз, мы чувствуем его действие на наши конечности. Следовательно, давление — это реальная сила, хотя это и не масса, одушевленная скоростью; и то же самое, очевидно, следует сказать о тяге, кручении, изгибе и т. д. Поэтому невозможно игнорировать статические силы.
Что динамические силы столь же необходимы в науке, я думаю, было бы совершенно излишне доказывать. Рациональная механика полностью основана на них, и никакое явление в природе не может быть объяснено без них. Если современной науке трудно понять производство локального движения, пусть она подумает, что, в конце концов, для ее репутации было бы менее вредно признаться в своем философском невежестве, чем отрицать то, что все человечество считает и знает как факт.
Из этого краткого обсуждения мы можем с уверенностью заключить, вместе со старыми физиками, что в природе существуют динамические и статические, а также кинетические силы, и что слово «сила» должно единообразно использоваться в философии как выражение количества действия, измеренного количеством его следствия или чем-то эквивалентным. Но мы еще не закончили с нашими передовыми теоретиками.
Любопытно, что, сведя все силы к «массе, одушевленной скоростью», они без колебаний ввели в науку силу, которая не является ни массой, одушевленной скоростью, ни обычной статической силой, а чем-то совершенно иным, чему они дали название «потенциальной энергии». Первым, кто вообразил эту ложную силу, был, если я не ошибаюсь, немец д-р Майер, один из великих лидеров современной мысли, который, считая, что тело, поднятое с пола, если его предоставить самому себе, упадет и приобретет импульс, рассчитанный на совершение определенного количества работы, задумал поднятие тела как эквивалент сообщения скрытой энергии, предназначенной стать видимой в любое время в форме движения, как только тело будет предоставлено самому себе. Такая энергия, как еще не развившаяся, была названа «потенциальной энергией».
«Если мы определим «энергию» как способность совершать работу, — говорит известный английский профессор, — то камень, брошенный вверх с большой скоростью, можно сказать, обладает большой долей актуальной энергии, потому что он имеет способность преодолевать до большой высоты препятствие, создаваемое гравитацией его подъему, точно так же, как человек с большой энергией имеет способность преодолевать препятствия. Но этот камень, продолжая подниматься вверх, будет делать это с постепенно уменьшающейся скоростью, пока на вершине своего полета вся актуальная энергия, с которой он начал, не будет потрачена на поднятие его против силы гравитации в это возвышенное положение. Теперь он движется без скорости — фактически, только начинает поворачиваться — и мы можем предположить, что он пойман и помещен на крышу дома. Здесь, следовательно, он остается в покое, без малейшей склонности к движению какого-либо рода, и мы вынуждены спросить: что стало с энергией, с которой он начал свой полет? Исчезла ли эта энергия из вселенной, не оставив после себя никакого эквивалента? Потеряна ли она навсегда и совершенно растрачена?.. Несомненно, камень находится в покое на крыше дома, и поэтому не обладает энергией движения; но он тем не менее обладает энергией другого рода в силу своего положения; ибо мы можем в любое время заставить его упасть на сваю и таким образом вогнать его в землю, или использовать его нисходящий импульс для помола зерна, или для вращения колеса, или множеством полезных способов. Таким образом, оказывается, что когда камень, который был брошен вверх, был пойман на вершине своего полета и помещен на крышу дома, энергия актуального движения, с которой он начал, была изменена в другую форму энергии, которую мы называем энергией положения, или потенциальной энергией, и что, позволив камню снова упасть, мы можем изменить эту энергию положения снова в актуальную энергию, так что камень достигнет земли со скоростью, а следовательно, и с энергией, равной в точности той, с которой он был первоначально брошен вверх».
Такова теория. Едва ли нужно говорить, что все это — заблуждение. Во-первых, скорость, сообщенная камню, — это не рабочая энергия, а только условие для совершения работы, как я сейчас покажу; и поэтому ее нельзя называть «энергией».
Во-вторых, когда камень пойман на вершине своего подъема и (согласно странной фразе автора) «движется без скорости», он не обладает ничем большим, чем обладал, лежа на земле. Его возвышенное положение — это лишь новое локальное отношение, которое не дает никакой энергии, ни актуальной, ни потенциальной. Действительно, можно позволить камню упасть; но тогда его падение будет обусловлено действием земли, а следовательно, внешней причинностью, а не чем-то, чем камень обладает из-за своего возвышенного положения.
В-третьих, слова «потенциальная энергия» не могут быть соединены друг с другом без абсурда; ибо «энергия», по мнению всех, означает способность действовать, тогда как «потенциальный» означает подверженность воздействию. Следовательно, «потенциальная энергия» означала бы либо способность действовать, которая готова подвергнуться воздействию, либо способность, которая должна быть приобретена телом через то, что на него воздействуют. Первая альтернатива смешивает акт с пассивной потенцией, а действие со страданием; вторая предполагает, что скорость, которую должно приобрести тело, является реальной рабочей энергией, что не так.
В-четвертых, против разума признавать, что «энергия актуального движения изменяется в другую форму энергии». Ибо где причинность этого изменения? Единственная причинность, связанная с модификацией восходящего движения камня, — это действие гравитации; и это, будучи прямо антагонистичным восходящей скорости, стремится уничтожить, а не трансформировать ее.
В-пятых, камень, созданный первоначально на краю обрыва, был бы готов упасть в него, хотя его никогда не подбрасывали; напротив, камень, брошенный вверх на такую высоту, что он достиг пределов эффективного притяжения луны, никогда бы не вернулся обратно, несмотря на огромное количество мнимой «актуальной энергии», затраченной на мощный подъем. Следовательно, восходящий полет не имеет ничего общего с какой-либо так называемой «потенциальной энергией». Поэтому грубым заблуждением является утверждение, что, позволив камню снова упасть, «мы можем изменить потенциальную энергию в актуальную», поскольку очевидно, что актуальная скорость падающего камня — это не результат трансформации, а продукт непрерывного действия.
Мы не можем, следовательно, принять фразу «потенциальная энергия» в метафизике. Фраза ничего не значит; ибо в природе нет ничего, что можно было бы обозначить таким именем. Энергия синонимична с энергией (мощностью); и энергия не может быть в потенциальном состоянии. Быть в потенции к получению любого количества скорости — это не энергия, а пассивность. С другой стороны, способность совершать работу — это не просто «сила», как предполагается современной теорией, а нечто гораздо более высокое и лучшее. Силы — это лишь переменные количества действия; энергия, напротив, в одном и том же теле всегда одна и та же, и все же способна совершать больше или меньше работы, в зависимости от того, проявляется ли она в более или менее благоприятных условиях. Камень, который брошен в оконное стекло, проявляет, разбивая его, ту же самую энергию, которую он проявлял до того, как был брошен; только условия проявления совершенно другие, поскольку его скорость приводит его к стеклу с такой быстротой, что, прежде чем его движение может быть сдержано действием стекла, камень успевает опередить его, разбивая вдребезги. И все же именно «своим действием, а не своей скоростью» он совершает такую работу. Конечно, его действие пропорционально его скорости, а его работа пропорциональна квадрату его скорости; и таким образом скорость служит для измерения как работы, так и действия, но из этого не следует, что скорость является активной энергией. Скорость — это случайный способ бытия; и «ничто случайное не является активным». Эту важную философскую истину можно легко установить следующим образом:
Во всех вещах принцип бытия есть принцип действия, как соглашаются философы; откуда аксиомы: «Чем вещь является, тем она и действует» и «Все имеет активную энергию, поскольку имеет бытие». Теперь, всякая субстанция имеет свое бытие независимо от акциденций; следовательно, всякая субстанция имеет свою активную энергию независимо от акциденций. С другой стороны, акциденции дают субстанции «способ» бытия, и ничего более; следовательно, они также определяют ее «способ» действия, и ничего более. Но поскольку быть в том или ином состоянии предполагает «бытие», так и иметь энергию, готовую действовать тем или иным образом, предполагает «энергию». Следовательно, никакая акциденция не дает активной энергии субстанции, акциденцией которой она является; или, другими словами, акциденции — это не что иное, как условия, определяющие способ применения активных энергий, которые уже существуют в субстанции.
Опять же, все естественные акциденции сводимы к трем классам; поскольку некоторые из них являются «случайными актами», произведенными каким-то агентом и пассивно полученными в каком-то субъекте, другие — «внутренними способами бытия», возникающими в результате получения таких случайных актов, и, наконец, многие являются «простыми релятивностями» или относительными способами. Теперь, что релятивности могут действовать, никто никогда не пытался утверждать. Что внутренние способы бытия могут действовать, неявно предполагается всеми, кто рассматривает скорость как активную энергию; ибо скорость — это внутренний способ бытия. И все же, если мы спросим их, способно ли «существование» вещей действовать, они, безусловно, ответят «нет»; и они будут правы. Но я говорю: если существование не может действовать, тем более не может действовать простой способ существования. Ибо способ существования — это реальность, несравненно меньшая, чем само существование. Соответственно, поскольку они признают, что не существование, а существующая вещь является принципом действия, они должны также à fortiori признать, что модифицированная вещь, а не ее способ, является принципом действия. Наконец, что касается случайного акта, очевидно, что его получение субстанцией не может придать ей никакой новой активности, поскольку его формальный эффект просто состоит в новом способе бытия, который, как мы только что видели, не является активным. Ясно, следовательно, что никакая естественная акциденция не обладает активной энергией.
Опуская другие причины, почерпнутые из теоретических соображений, которые могли бы быть полезно развиты в специальной метафизике, я добавлю только доказательство à posteriori, которое физики, вероятно, сочтут более близким к их образу мышления. Оно состоит в том факте, что тела действуют друг на друга, не будучи одушевленными скоростью, или без того, чтобы их скорость имела какую-либо долю в производстве следствия. Так, книга в покое на столе действует на стол; а жидкость или газ в покое в сосуде действуют на сосуд. С другой стороны, земля, хотя и не в покое, притягивает тела не своим суточным вращением или годовым обращением, а энергией, зависящей только от ее массы; то же самое следует сказать о солнце и планетах. Это показывает, что энергия, из которой исходит движущее действие тел, — это не их скорость; откуда следует, что скорость — это лишь состояние тел и не имеет отношения к их активным энергиям, а только к способу их применения. Теперь, поскольку все акциденции, которые, как предполагалось, включают активную энергию, могут быть сведены к видам движения, должно быть признано, что такие акциденции не имеют реальной активности; ибо все виды движений состоят из скорости, а скорость не действует.
Следовательно, что бы ученые ни говорили в противовес, теплота, свет, электричество и т. д. не являются эффективными энергиями, а способами движения, от которых зависит способ действия тел. Когда теплоту считали тонкой невесомой субстанцией, философы могли последовательно называть ее эффективной энергией; но поскольку теперь решено, что теплота — это лишь «способ движения», как мы можем до сих пор приписывать ей то, что является исключительной собственностью субстанций? Если теплота — это лишь способ движения, железный прут, будучи горячим, не обладает большими энергиями, чем будучи холодным; он имеет лишь большее движение. Так же, если свет — это лишь способ движения, светоносный эфир не обладает большей энергией, когда колеблется на открытом воздухе, чем когда находится в покое в темной комнате. Таким же образом воздух, будучи совершенно неподвижным, обладает теми же энергиями, что и когда фактически распространяет любое разнообразие звуков. Когда, следовательно, физики говорят нам о таких движениях как об энергиях, давайте не будем поддаваться их фразеологии, если мы хотим быть последовательными в наших рассуждениях и избегать бесполезных и утомительных споров.
И все же следовало ожидать, что наши физики в своем техническом языке будут смешивать теплоту, свет и другие способы движения с силами и энергиями. Корреляция между такими движениями и действиями тел, подверженных им, на самом деле такова, что позволяет принимать первые за меру вторых. Так, данное количество механического действия может привести к определенному количеству теплоты, и наоборот; следовательно, одно может технически рассматриваться как эквивалент другого, поскольку одно является мерой другого. Но следует ли из этого, что действие и теплота принадлежат к одной категории? Конечно, нет. Не само действие, а его механический эффект должен быть принят как истинный эквивалент генерируемой теплоты. И когда нам говорят, что «теплота расходуется на генерирование механического движения», мы не должны воображать, что калорическое движение «вызывает» другой вид движения, как, кажется, подразумевает эта фраза, а только то, что, пока калорическое движение уменьшается по данной причине, та же причина генерирует механическое движение. Мы должны всегда помнить, что язык современной науки, хотя и правильно выражает соответствие следствий следствиям, очень далек от того, чтобы столь же правильно выражать отношение следствий к причинам. Физики должны научиться различать эффективные причины и условия, определяющие способ их причинности. Теплота — одно из таких условий, и называть ее «силой» — значит наделять ее эффективной причинностью; ибо термин «сила» всегда передает идею причинности. Им следует либо перестать описывать теплоту как силу, либо, если это невозможно сделать, объяснить более ясно, чем они это делают, технические ограничения, модифицирующие философское значение этого слова. Мы едва ли можем ожидать, что они последуют нашему совету; но, во всяком случае, следует надеяться, что философы, по крайней мере, позаботятся последовать ему и предостеречься от порчи своей собственной терминологии.
Помимо теплоты, света, электричества и магнетизма, существует много других способов бытия, технически называемых «силами». Центробежная сила — одна из них; ибо, на самом деле, центробежная сила, несмотря на название, есть не что иное, как «то количество движения, которое угасает под действием центростремительного действия в единицу времени».
Сила инерции — vis inertiæ — это другая техническая или конвенциональная сила. Ибо ясно, что инерция не может действовать; и поэтому невозможно представить себе какую-либо истинную силу инерции. Но технически vis inertiæ означает «количество усилия, которым тело, подвергаясь насилию извне, сопротивляется сжатию, растяжению или любому другому изменению своей молекулярной структуры». Это усилие исходит не от инерции, а от активных энергий, пребывающих в молекулах тела; и все же оно получило название vis inertiæ, потому что оно развивается в течение времени, в течение которого тело, «поскольку оно инертно» — т.е. неспособно покинуть свое место, прежде чем вся масса приобрела общую скорость — все еще неохотно начинает движение и, таким образом, вынуждено бороться против вторгающегося тела. Философы, держа в поле зрения это определение vis inertiæ, смогут разрешить многие софизмы современных научных писателей.