Диалектика природы (Энгельс)/Глава 13

Диалектика природы — ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
автор Фридрих Энгельс, пер. под ред. Д. Б. Рязанова

Оригинал: нем. Dialektik der Natur. — Перевод созд.: 1873—1876, опубл: 1925. Источник: Энгельс Ф. Диалектика природы. М.: Партиздат, 1934; ilhs.narod.ru. • Текст, озаглавленный как Диалектика природы, был впервые опубликован по рукописи Энгельса в 1925 году акад. Д. Б. Рязановым, упоминание участия последнего сохранялось в изданиях, вышедших до 1931 года. Текст приводится по изданию 1934 года. Исправлена орфография.

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО^[1]

Электричество, подобно теплоте, только в другом виде <хотя и в более высокой степени>, в своем роде вездесуще. На земле не происходит почти ни одной перемены, не сопровождаемой каким-нибудь электрическим явлением. При испарении воды, при горении пламени, при соприкосновении двух различных или разно нагре-тых металлов, при соприкосновении железа и раствора медного ку-пороса и т. д. происходят, наряду с видимыми для глаза физиче-скими и химическими явлениями, одновременно и электрические процессы. Чем тщательнее мы изучаем различные процессы в при-роде, тем чаще наталкиваемся при этом на следы электричества. Но несмотря на эту вездесущность электричества, несмотря на то, что за последние полвека оно все больше и больше становится на службу человеческой промышленности, оно является именно той формой движения, насчет существа которой царит еще величайшая неясность. Открытие гальванического тока произошло почти за 25 лет до открытия кислорода <несколько лет спустя после открытия атомных весов> и имело для учения об электричестве по меньшей мере такое же значение, как открытие кислорода <и атомных весов> для химии. Однако какое огромное различие наблюдается еще и в наше время между обеими этими областями! В химии, благо-даря в особенности дальтоновскому открытию атомных весов, мы находим порядок, относительную устойчивость раз полученных результатов и систематический, почти планомерный натиск на не-изведанные еще области, похожий на правильную осаду какой-нибудь крепости. В учении же об электричестве мы имеем перед собой хаотическую массу старых, ненадежных, ни подтвержденных окончательно, ни опровергнутых окончательно экспериментов, ка-кое-то неуверенное топтание во мраке, плохо связанные друг с дру-гом исследования и опыты многих отдельных ученых, атакующих неизвестную область врассыпную, подобно кочевьм племенам. В самом деле, в области электричества еще предстоит только сделать открытие, подобное открытию Дальтона, которое даст всей науке средоточие, а исследованию — прочную <количественную> основу. Благодаря этому рыхлому, разлезлому состоянию учения об элек-тричестве, делающему пока невозможным установление какой-нибудь всеобъемлющей теории, и возможно то, что в этой области царит одно-

163

сторонний эмпиризм, тот эмпиризм, который запрещает даже себе, самому мышление, который именно поэтому не только мыслит ошибочно, но и оказывается не и состоянии верно следовать за фактами или хотя бы только верно излагать их, и который следовательно превращается в нечто противоположное действительной эмпирии. Можно было бы вообще порекомендовать господам естествоис-пытателям, не перестающим злословить по поводу нелепых априор-ных спекуляций немецкой натурфилософии, чтение произведений физиков эмпирической школы, современных работам натурфилософов или даже более поздних. Но в особенности это относится к учению об электричестве. Возьмем относящуюся к 1840 г. работу: An Outline of the Sciences of Heat and Electricity by Thomas Thomson [166]. Автор ее был в свое время авторитетом; кроме того в его распоряжении была уже значительная часть трудов величайшего до настоящего времени исследователя в области электричества Фарадея. И однако в его книге содержится по меньшей мере столько же нелепостей, сколько и в соответствующем отделе гораздо более ранней по вре-мени гегелевской натурфилософии. Так например описание электри-ческой искры можно было бы принять просто за перевод соответст-вующего места у Гегеля [167]. И у Томсона и у Гегеля рассказываются те удивительные вещи, которые находили в электрической искре до познания действительной природы и многообразия форм ее и в которых теперь видят по большей части частные случаи или же за-блуждения. Мало того, Томсон приводит на стр. 446 самым серьезным образом сказки Дессеня, будто в случае поднимания барометра и опускания тepмометра стекло, смола, шелк и т. д. заряжаются при погружении в ртуть отрицательным образом, в случае же опускания барометра и поднимания термометра — положительным образом; будто золото и некоторые другие металлы становятся летом, при согревании, электроположительными, а при охлаждении — электро-отрицательными, зимою же наоборот; будто при высоком давлении и северном ветре они сильно электризуются — положительным образом при повышении температуры, отрицательным при падении ее и т. д. Таковы факты, приводимые в книге Томсона. Что же ка-сается априорной спекуляции, то Томсон преподносит нам следую-щую теорию электрической искры, автором которой является не кто иной, как Фарадей: "Искра это — разряд, или ослабление поляри-зованного индукционного состояния многих диэлектрических час-тиц, благодаря своеобразному действию некоторых из этих час-тиц, занимающих крайне небольшое и ограниченное пространство. Фарадей допускает, что те немногие частицы, в которых происходит разряд, не только сдвигаются друг относительно друга, но и при-нимают временно некоторое особенное, весьма активное (highly exalted) состояние, то есть что все окружающие их силы одна за другой набрасываются на них, и благодаря этому они приходят в состояние, интенсивность которого может быть равновелика интенсивности химически соединяющихся атомов; что затем они разряжают эти силы, подобно тому как те атомы разряжают свои силы,-не-известным нам до сих пор способом, — и это конец всего (and so the end of the whole). Заключительное действие в точности таково, как если бы на место разрядившейся частицы появилась некоторая металлическая частица, и не невозможно, что способ действия в

164

обоих случаях окажется когда-нибудь тожественным[168] "Я здесь передал, — прибавляет Томсон, — это объяснение Фарадея его соб-ственными словами, ибо я его не совсем понимаю. Это смогут не-сомненно сказать и другие лица, точно так, как когда они читают у Гегеля, что в электрической искре «особая материализация (Ма-teriatur) напряженного тела еще не входит в процесс, а только опре-делена в нем элементарным и душевным образом» и что электри-чество — это «собственный гнев, собственное бушевание тела», его «гневное я», которое «проявляется в каждом теле, когда его раз-дражают» (Naturphil. § 324, Zusatz). Основная мысль у Гегеля и Фарадея тожественна. Оба восстают против того представления, будто электричество есть не состояние материи, а некоторая осо-бенная, отдельная материя; а так как в искре электричество высту-пает повидимому самостоятельным, свободным образом, отделен- ное от всякого чуждого материального субстрата и однако в чувст-венно воспринимаемом виде, то при тогдашнем состоянии науки они неизбежно должны были притти к мысли о том, что искра есть мимо-летная форма проявления некоторой «силы», освобождающейся на мгновение от всякой материи. Для нас загадка конечно решена с тех пор, как мы знаем, что при искровом разряде между металли-ческими электродами действительно перескакивают «металлические частицы» и что следовательно «особая материализация напряженного тела» действительно «входит в процесс». Как известно, электричество и магнетизм принимались первона-чально, подобно теплоте и свету, за особые невесомые материи. В случае электричества можно, как известно, представлять себе две противоположные материи, две «жидкости» — положительную и отрицательную, — которые нейтрализуют друг друга в нормальном состоянии до тех пор, пока они отделены друг от друга так называе-мой «электрической разъединительной силой». Благодаря этому мож-но из двух тел одно зарядить положительным электричеством, дру-гое-отрицательным. Если соединить оба эти тела при помощи треть-его, проводящего тела, то происходит выравнивание напряжений, со-вершающееся в зависимости от обстоятельств или внезапно, или же через посредство длительного тока. Явление внезапного выравни-вания казалось очень простым и понятным, но зато объяснение тока представляло ряд трудностей. В противоположность наипростей-шей гипотезе, что в токе движется каждый раз либо чисто положи-тельное, либо чисто отрицательное электричество, Фехнер и, более подробно, Вебер выдвинули тот взгляд, что в сомкнутой цепи всегда дви-жутся рядом друг с другом два равных, текущих в противоположном направлении, тока положительного и отрицательного электричества по каналам, которые лежат между молекулами весомых тел. При более подробной математической разработке этой теории Вебер при-ходит под конец к тому, чтобы помножить некоторую — здесь не важно, какую-функцию на величину 1/r, где это 1/r означает от ношение единицы электричества к миллиграмму (Wiedemann, Lehre vom Galvanismus etc., 2. Aufl., III, стр. 569)^[2] [169]. Но отношение к весомой массе может, разумеется, быть только весовым отношением.

165

Односторонний эмпиризм, yвлекшись своими выкладками <потерял всякий смысл>, настолько отучился от мышления, что невесомое электричество становится у него здесь уже весомым и вес его вхо-дит в математические выкладки. Выведенные Вебером формулы имели значение только в изве-стных границах; и вот несколько лет назад Гельмгольц пришел на основании их к результатам, которые противоречат закону со-хранения энергии. Веберовской гипотезе о двояком токе, направлен-ном в противоположные стороны, К. Науман противопоставил в 1871 г. другую гипотезу, а именно: что в токе движется только одно из электричеств, — например положительное, — а другое, отри-цательное, неразрывно связано с массой тела. В связи с этим мы встречаем у Видемана следующее замечание: "Эту гипотезу можно было бы соединить с гипотезой Вебера, если к предполагаемому им двойному току текущих в противоположных направлениях масс ± 1/2e присоединить еще не действующий наружу ток нейтраль-ного электричества, увлекающего с собой в направлении положи-тельного тока количество электричества ± 1/2e " (III, стр. 577). Это утверждение опять-таки характерно для так <называемого> одностороннего эмпиризма <который кроме наблюдения знает только вычисление и из-за вычисления разучился думать>. Для того чтобы электричество могло вообще течь, его разлагают на по-ложительное и отрицательное. Но все попытки объяснить ток, ис-ходя из обеих этих материй, натыкаются на трудности. И это от-носится одинаково как к гипотезе, что в токе имеется лишь .один из этих видов материи, так и к гипотезе, что оба вида ее текут одно-временно друг с другом и наконец <вообще довольно вероятно также и к той гипотезе, что один вид материи течет, а другой остается в покое. Если мы станем придерживаться этой последней гипотезы, то как мы объясним себе тот факт, что отрицательное электричество, которое достаточно подвижно в электрической машине и в лейден-ской банке, оказывается в токе неизменно связанным с массой тела? Очень просто. Наряду с положительным током + е, который течет в цепи направо, и отрицательным током - е, который течет налево, мы принимаем еще третий ток нейтрального электричества ± 1/2e , который течет направо. Таким образом мы сперва допускаем, что оба электричества могут вообще течь лишь в том случае, если они отделены друг от друга, а для объяснения получающихся при течении раздельных электрических явлений мы допускаем, что они могут течь и не отделенными друг от друга. Сперва мы делаем из-вестное допущение, чтобы объяснить определенное явление, а при первой трудности, на которую мы натыкаемся, делаем другое пред-положение, прямо противоположное первому. Какова должна быть та философия, на которую имели бы право жаловаться эти господа? Но наряду с этим взглядом на материальный характер электри-чества вскоре пробила себе дорогу и другая точка зрения, согласно которой оно является простым состоянием тел, «силой», или, как мы сказали бы теперь, особой формой движения. Мы выше видели, что Гегель, а впоследствии Фарадей, разделяли эту точку зрения. С тех пор как благодаря открытию механического эквивалента теп-лоты было окончательно преодолено представление о каком-то осо-бом «теплороде», и теплота стада рассматриваться как молекулярное

166

движение, естественно было также подойти с новым методом к изучению электричества и попытаться определить его механический эквивалент. Это удалось вполне. В особенности опыты Джоуля, Фавра и Рауля не только установили механический и термический эквиваленты так называемой «электродвижущей силы» гальвани-ческого тока, но и доказали ее полную <количественную> экви-валентность освобожденной химическими процессами в элементе или потребленной в электрической ванне энергии. Благодаря этому делалась все более шаткой гипотеза о том, будто электричество есть какая-то особая материальная жидкость. Однако аналогия между теплотой и электричеством была непол-ной. Гальванический ток все еще отличался в очень существенных пунктах от теплопроводности. Все еще нельзя было указать, что собственно движется в электрически заряженных телах. Предполо-жение о простых молекулярных колебаниях, как в случае теплоты, оказалось недостаточным. При колоссальной скорости электриче-ства, превосходящей даже скорость света, казалось, нельзя было отказаться от представления, что между молекулами тела здесь движется нечто вещественное. Здесь-то и выступают новейшие теория Клерк-Максвелля (1864 г.), Ганкеля (1865 г.), Реньяра (1870 г.) и Эдлюнда (1872 г.) в согласии с высказанной уже впервые в 1846 г. Фарадеем гипотезой, что электричество — это движение некоей, заполняющей все пространство, а следовательно и проникающей все тела упругой среды, отдельные частицы которой отталкиваются обратно пропорционально квадрату расстояния; иными словами, что электричество-это движение эфирных частиц и что молекулы тел принимают участие в этом движении. Различные теории различно изображают характер этого движения; теории Максвелля, Ганкеля и Реньяра, примыкая к новейшим исследованиям о вихревом движении, видят в нем — каждая по-своему — тоже вихревое движение. И таким образом вихри старого Декарта снова находят почетное место в новых областях знания. Мы здесь не будем вдаваться в рас-смотрение подробностей этих теорий. Они сильно отличаются друг от друга и наверное испытают еще не одну перемену. Но в лежащей в основе всех их концепции заметен решительный прогресс. Представление о том, что электричество есть воздействующее на материальные молекулы движение частиц проникающего всю весомую материю светового эфира, примиряет между собою обе прежние концепции. Согласно этому представлению в случае электрических явлений имеется налицо движение чего-то вещественного, отличного от весомой материи, но это вещественное не есть вовсе электричество, которое, наоборот, обнаруживается в виде особой формы движения, хотя и не непосредственного, прямого движения весомой материи. Эфирная теория указывает, с одной стороны, путь, как преодолеть грубое первоначальное представление о двух противоположных электрических жидкостях; с другой же стороны, она дает надежду объяснить, что такое собственно вещественный субстрат электри-ческого движения, что собственно за вещь вызывает своим движением электрические явления. У эфирной теории можно уже отметить один бесспорный успех. Как известно, существует один пункт, в котором электричество прямо влияет на движение света: оно вращает плоскость поляризации его.

167

Клекрк-Максвелл, опираясь на свою вышеприведенную теорию, вычислил, что удельная диэлектрическая постоянная какого-нибудь тела равна квадрату его показателя преломления света. Больцман исследовал различные непроводники для определения их диэлектри-ческой постоянной и нашел, что для серы, канифоли и парафина квадратный корень из этой постоянной равен их показателю преломления света. Наибольшее наблюдавшееся при этом отклонение — в случае серы — равнялось только 4 %. Таким образом специально максвеллевская эфирная теория была подтверждена эксперимен-тальным образом. <0ставим пока эти все еще витающие в небесах гипотезы и спустимся на твердую почву фактов.> Но потребуется еще немало времени и труда, пока с помощью новых опытов не удастся вылущить твердое ядро из этих противо-речащих друг другу гипотез. До тех же пор или же до того времени, пока эфирная теория не будет вытеснена какой-нибудь совершенно новой теорией, учение об электричестве находится в неприятном положении, ибо оно должно пользоваться терминологией, которую само называет неверной. Вся его терминология еще основывается на представлении о двух электрических жидкостях. Оно еще говорит самым спокойным образом об «электрических массах, текущих в телах», о «разделении электричеств в каждой молекуле» и т. д. Это зло, которое, как было сказано, неизбежно вытекает из современ-ного переходного состояния науки, но которое также при господствующем именно в этой области знания одностороннем эмпиризме немало содействует сохранению царившей до сих пор идейной путаницы.

Что касается противоположности между так называемым стати-ческим электричеством (или электричеством от трения) и динами-ческим электричеством (или гальванизмом), то ее можно считать устраненной, с тех пор как научились получать при помощи электри-ческой машины длительные токи и, наоборот, производить при по-мощи гальванического тока так называемое статическое электри-чество, заряжать лейденские банки и т. д. Мы оставим здесь в сто-роне статическое электричество, и точно так же магнетизм, рассмат-риваемый теперь тоже как некоторая разновидность электричества. Теоретического объяснения относящихся сюда явлений придется во всяком случае искать в теории гальванического тока, поэтому мы остановимся преимущественно на последней. Длительный ток можно получить различными способами. Меха-ническое, молярное движение производит прямо, путем трения, сперва лишь статическое электричество; для получения таким пу-тем длительного тока нужна огромная затрата энергии; чтобы дви-жение это превратилось в большей своей части в электрическое дви-жение, оно нуждается в посредстве магнетизма, как в известных электромагнитных машинах Грамма, Сименса и т. д. Теплота может превращаться прямо в электрический ток, в частности — в месте спайки двух различных металлов. Освобожденная химическим дей-ствием энергия, проявляющаяся при обычных обстоятельствах в форме теплоты, превращается при определенных условиях в электри-ческое движение. Наоборот, последнее превращается при наличии соответственных условий во всякую другую форму движения: в молярное движение, в незначительной мере непосредственно в элект-

168

родинамическом притяжении и отталкивании; в крупных же раз-мерах, опять-таки посредством магнетизма, в электромагнитных двигательных машинах; в теплоту повсюду в цепи тока, если только не происходит других превращений; в химическую энергию во вклю-ченных в цепь электролитических ваннах и вольтаметрах, где ток разлагает соединения, с которыми иным путем ничего нельзя по-делать.

Во всех этих превращениях имеет силу основной закон о коли-чественной эквивалентности движения при всех его переменах или, как выражается Видеман, «согласно закону сохранения силы, ра-бота, употребленная каким-нибудь образом для получения тока, должна быть эквивалентна работе, употребленной для произведе-ния всех действий тока» [170]. При переходе молярного движения или теплоты в электричество^[3] здесь не представляется никаких труд-ностей: доказано, что так называемая «электродвижущая сила» равна в первом случае потраченной для движения работе, а во вто-ром случае «в каждом месте спайки термоцепи прямо пропорцио-нальна ее абсолютной температуре» (Wiedemann, III, стр. 482), то есть пропорциональна опять-таки имеющемуся в каждом месте спайки измеренному в абсолютных единицах количеству теплоты. Закон этот, как доказано, применим и к электричеству, получающемуся из химической энергии. Но здесь дело не так просто, — по крайней мере с точки зрения ходячей в наше время теории. Поэтому при-смотримся несколько внимательнее к этому случаю.

Фавру принадлежит один из прекраснейших опытов насчет пре-вращений форм движения, происходящих в гальваническом столбе (1857—1858 гг.). Он ввел в калориметр батарею Сми из пяти элемен-тов; в другой калориметр он ввел маленькую электромагнитную двигательную машину, главной осью и шкивом которой можно было свободно распоряжаться. Всякий раз при получении одного грамма водорода resp. растворении 32,6 грамм цинка (выраженного в граммах прежнего химического эквивалента цинка, равного половине принятого теперь атомного веса 65,2) в батарее наблюдались сле-дующие явления.

А. Батарея в калориметре замкнута в себе самой, с выключением двигательной машины: теплоты получено 18 682 resp. 18 674 еди-нкцы.

В. Батарея и машина сомкнуты в цепь, но машина лишена воз-можности двигаться: теплоты в батарее 16 448, в машине 2219, вме-сте — 18 667 единиц теплоты.

С. Как В, но машина двигается, не поднимая однако груза: теп-лоты в батарее 13 888, в машине 4 769, вместе-18 657 единиц.

D. Как С, но машина поднимает груз и производит при этом меха-ническую работу = 131,24 килограммометра: теплоты в батарее 15 427, в машине 2947, вместе-18374 единицы; разница по сравне--нию с вышеприведенной цифрой в 18 682 составляет 308 единиц теп-

169

лоты. Нo произведенная механическая работа в 131,24 килограммо-метра, помноженная на 1 000 (чтобы перевести граммы химического результата в килограммы) и разделенная на механический экви-валент теплоты = 423,5 килограммометра, дает 309 единиц теплоты, то есть почти в точности вышеприведенную разницу, как тепловой экви-валент произведенной механической работы. Таким образом и для электрического движения убедительно доказана — в пределах неизбежных погрешностей опыта — экви-валентность движения при всех его превращениях. И точно так же доказано, что «электродвижущая сила» гальванической цепи есть не что иное, как превращенная в электричество химическая энергия <Как происходит это превращение? Действует ли цепь как простое орудие превращения одной формы движения в другую, не прибавляя от себя никакой новой энергии, как действует например паровая машина, которая также лишь превращает теплоту в механическое движение? Или же цепь обладает особой, ей присущей энергией, так называемой «разъединительной силой», без работы которой не может произойти превращение химической энергии в электрическую? Этот вопрос в той или иной форме занимал всех электриков со времени Вольты, и до сих пор он не получил окончательного раз-решения. Вольта и те ученые, которые выступили вскоре после него, видели в простом соприкосновении двух разнородных тел - прежде всего двух металлов - источник электричества: недаром Вольта был обязан своим великим открытием сокращениям лягушечьей ножки под влиянием такого прикосновения. Тут они пытались найти объяснение тока и создали свою теорию контакта. Но чем больше исследовали образование тока, тем яснее становилась необходи-мость признать существование химического превращения в цепи, и на этом основана была химическая теория> и что сама цепь есть не что иное, как приспособление, аппарат, превращающий освобо-ждающуюся химическую энергию в электричество, подобно тому как паровая машина превращает производимую в ней теплоту в ме-ханическое движение, причем в обоих случаях совершающий пре-вращение аппарат не производит сам собою новой энергии. Но здесь, если исходить из традиционных воззрений, возникает трудность. Эти воззрения приписывают цепи, на основании происхо-дящих в ней явлений контакта между жидкостями и металлами, не-которую «разъединительную электрическую силу», которая пропор-циональна электродвижущей силе и которая следовательно пред-ставляет для некоторой данной цепи определенное количество энер-гии. Как же относится этот — присущий, согласно трацидионным взглядам, цепи как таковой, помимо всякого химического действия — источник энергии, как относится эта электрическая разъединитель-ная сила к освобожденной химическим действием энергии? И если она является независимым от химического действия источником энергии, то откуда получается доставляемая ею энергия? Вопрос этот, поставленный в более или менее ясной форме, об-разует пункт раздора между контактной теорией Вольты и вскоре вслед за этим возникшей химической теорией гальванического тока. Контактная теория объясняла ток из электрических напряже-ний, возникающих в цепи при контакте металлов с одной или не-сколькими жидкостями или же жидкостей между собой, из их вы-

170

равнивания, resp. из выравнивания в сомкнутой цепи напряже- ний разделенных таким образом противоположных электричеств. Возникающие при этом химические изменения рассматривались чистой контактной теорией как ничто coвершенно побочное. В противо-положность этому Риттер утверждал уже в 1805 г., что ток может возникнуть лишь тогда, когда возбудители его действуют химически друг на друга еще до замыкания. Вообще Видеман (том I, стр. 784)[171] резюмирует эту более раннюю химическую теорию таким образом, что согласно ей так называемое контактное электричество «может обнаружиться лишь тогда, когда проявляется в то же время дейст-вительное химическое воздействие друг на друга соприкасающихся тел или же некоторое, хотя и не непосредственно связанное с хими-ческими процессами, нарушение химического равновесия, тенден-ция к химическому действию». <После того как было доказано, что химическое превращение в цепи есть единственный источник электродвижущей силы тока, вопрос свелся к вышеприведенной формулировке. Исследуем прежде всего, обладает ли цепь - в силу имеющихся в ней и следовательно образующихся контактных отношений - «электрической разъеди-нительной силой», отличной от химического превращения и приво-дящей последнее в движение; другими словами-является ли она источником энергии еще до начала химического превращения.> Мы видим, что вопрос об источнике энергии ставится обеими сто-ронами совершенно косвенным образом, что впрочем и не могло быть в те времена иначе. Вольта и его преемники находили вполне естественным, что простое соприкосновение разнородных тел по-рождает длительный ток, то есть что это соприкосновение может вы-звать определенную <химическую, термическую, магнетическую или механическую> работу без соответственной затраты энергии. Риттер же и его приверженцы также мало разбираются в вопросе о том, как химическое действие способно вызвать в цепи ток и его работу. Но если для химической теории пункт этот давно выяснен трудами Джоуля, Фавра, Рауля и т. д., то контактная теория, на-оборот, все еще находится в прежнем положении. Поскольку она сохранилась, она в существенном все еще не покинула своего исход-ного пункта <где еще был Вольта>. Таким образом в современном учении об электричестве все еще продолжают существовать представ-ления, которые принадлежат давно прошедшему времени, когда приходилось довольствоваться тем, чтобы указывать для любого действия какую-нибудь ближайшую видимую причину, хотя бы при этом движение возникало из ничего, то есть продолжают сущест-вовать представления, прямо противоречащие законам сохранения энергии. Дело нисколько не улучшается от того, что у этих представ-лений отнимают их самые отрицательные стороны, что их ослабляют, разжижают, оскопляют, прикрашивают: путаница от этого стано-вится только хуже. Как мы видели, даже более старая химическая теория тока при-знает явления контакта в цепи совершенно необходимыми для об-разования тока; она утверждает только, что контакт этот не спосо-бен никогда создать длительного тока без одновременного хими-ческого действия. И в наше время само собою разумеется, что кон-тактные приспособления цепи представляют тот аппарат, при по-

171

мощи которого освобожденная химическая энергия переходит в электричество <-как, этого мы еще не знаем ->, и что от этих кон-тактных приспособлений существенным образом зависит то, перейдет ли действительно химическая энергия в электрическое движение и какое именно количество ее перейдет. В качества одностороннего эмпирика Видеман старается спасти от старой контактной теории все, что только можно. Последуем за ним по этому пути. «Хотя действие контакта химически безразличных тел, — гово-рит Видеман, т. I, стр. 799, -например металлов, -не необходимо, как это раньше думали, для теории гальванического столба^[4], а также не доказывается тем, что Ом вывел из него свой закон — кото-рый может быть выведен без этого допущения:- и что Фехнер, который экспериментально подтвердил этот закон, также защищал эту теорию, — но все же нельзя отрицать — по крайней мере счи-таясь с имеющимися опытами.-возбуждения электричества пу-тем контакта металлов^[5], если бы даже получающиеся при этом результаты страдали с количественной стороны неизбежной ненадеж-ностью из-за невозможности сохранить в абсолютной чистоте поверх-ности соприкасающихся тел». Мы видим, что контактная теория стала очень скромной. Она соглашается с тем, что она вовсе не необходима для объяснения тока, а также с тем, что она не была доказана ни теоретически Омом, ни экспериментально Фехнером. Она даже готова признать, что так называемые основные опыты, на которые она может еще опереться, с количественной стороны приводят всегда лишь к ненадежным результатам, и требует в конце концов от нас лишь одного: чтобы мы признали, что вообще благодаря контакту — хотя бы только металлов!-получается возбуждение электричества. <Если Видеман под возбуждением электричества посредством контакта металлов понимает то же, что и возбуждение электричества при контакте металлов, то с ним вообще можно согласиться.> Если бы контактная теория ограничивалась только этим, то против нее нельзя было бы возразить ни слова. Действительно, приходится безусловно признать, что при контакте двух металлов возникают электрические явления, при помощи которых можно привести в сокращение препарированные мускулы лягушки, зарядить электроскоп и вызвать другие движения. Нерешенным остается только вопрос: откуда получается потребная для этого энергия? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны, по Видеману (I, стр. 14), «указать примерно на следующие соображения: если разнородные металлические пластинки А и В сблизить между собою до незна-чительного расстояния, то они начинают притягивать друг друга благодаря силам прилипания. В случае соприкосновения, они теряют живую силу движения, сообщенную им этим притяжением. (При допущении того, что молекулы металлов находятся в непрерывном колебании, может произойти изменение их колебаний с потерей жи-вой силы, если при контакте разнородных металлов прикасаются друг к другу разновременно колеблющиеся молекулы). Потерянная жи-

172

вая сила превращается в большей своей части в теплоту. Незначи-тельная же часть ее уходит на то, чтобы перераспределить иным образом неразделеннын до этого электричества. Как было уже выше упомянуто, сближенные между собою тела заряжаются равными количествами положительного и отрицательного электричеств, в силу например неравного притяжения для обоих электричеств». Скромность контактной теории становится все больше. Сперва она признает, что огромная электрическая разъединительная сила, которая призвана совершить впоследствии такую колоссальную ра-боту, не обладает сама в себе никакой собственной энергией и что она не может функционировать, пока ей не будет сообщена энергия извне, а затем ей приписывается какой-то карликовый источник энергии-живая сила прилипания, которая обнаруживается на крохотных, едва доступных измерению расстояниях и которая за-ставляет тела проходить столь же крохотный путь. Но это неважно: она бесспорно существует и столь же бесспорно исчезает при кон-такте. Но и этот минимальный источник дает еще слишком много энергии для нашей цели: значительнейшая часть последней превра-щается в теплоту, и лишь ничтожная доля ее служит для того, чтобы вызвать к жизни электрическую разъединительную силу. Хотя, как-известно, в природе ке мало примеров того, что крайне ничтожные поводы вызывают колоссальнейшие действия, по здесь как будто сам Видеман начинает понимать, что его сочащийся ка-пельками источник энергии совершенно недостаточен, и вот он пытается отыскать второй возможный источник ее, принимая за него интерференцию молекулярных колебаний обоих металлов на поверхностях их соприкоснования. Но не говоря <о том, что мы, как признает сам Видеман, принимаем здесь в расчет движение в довольно гипотетической форме, следует еще доказать, что при контакте двух металлических пластинок молекулы с обеих сторон настолько приближаются друг к другу, что они попадают в их взаимные сферы колебаний. Как обыкновенно принято думать, воз-можность этого собственно исключена: неизбежное покрытие метал-лических пластинок слоем воздуха и влаги говорит против этого> о прочих встречающихся нам здесь трудностях, Грове и Гассио доказали, что для возбуждения электричества вовсе не необходим реальный контакт, как об этом нам рассказывает сам Видеман стра-ницей раньше. Словом, чем больше мы вглядываемся в источник энергии для электрической разъединительной силы, тем больше он иссякает. И однако до сих пор мы не знаем другого источника для возбуж-дения электричества при контакте металлов. <Так как допущение, что> <Химические явления на поверх-ности металлов во всяком случае представили бы более обильный источник энергии, даже при ограничении их микроскопическими местами этих поверхностей. А эти последние кроме того, как уже было указано, покрыты неустранимым нашими средствами тон-ким слоем воздуха и влаги (т. е. нечистой воды), благодаря которому беспрестанно происходят химические явления, например слабое окис-ление, даже и без непременного контакта с другими металлами. Та-ким образом можно было бы допустить, что при контакте эти по-крывающие поверхности металлических пластинок оба слоя пред-

173

ставляют активный электролит. Это допущение и сведение таким образом энергии электрической разъединительной силы при кон-такте металлов к химическому источнику предполагает однако, что при соединении не соприкасающихся друг с другом мест обоих ме-таллов в сомкнутую цепь в последней возникает длительный ток. На самом деле однако это не имеет места. Наоборот, в таком случае при замыкании цепи электрические напряжения немедленно вы-равниваются, и все электрические явления исчезают. Закон вольтова ряда, который охватывает вообще все электрические явления, обна-руживающиеся при контакте металлов, непременно этого требует. Контактное электричество как таковое не способно таким образом породить ток. Более того, мы увидим, что Видеман выдвинул осо-бую гипотезу, чтобы устранить деятельность его там, где оно могло бы вдруг обнаружиться в токе. «Закон вольтова ряда металлов (Wiedemann., I, стр. 44) гласит, что при расположении ряда металлов А, В, С, D разность потенциалов свободного электричества на одном пункте внутри конечных чле-нов этого ряда равна разности потенциалов на внутренней стороне непосредственно прилегающих друг к другу конечных членов». Если мы таким образом присоединим следующий за вольтовым рядом. > По Науману (Allg. u phys. Chemie, Heidelberg 1877, стр. 675)[172], «контактно-электродвижущие силы превращают теплоту в электри-чество»; он находит «естественным допущение, что способность этих сил вызывать электрическое движение основывается на наличном количестве теплоты или является, иными словами, функцией тем-пературы», что доказано экспериментально Леру. И здесь мы на-ходимся в области неизвестного. Закон вольтова ряда металлов ре-шительно запрещает нам обращаться к химическим процессам, про-исходящим непрерывно в незначительной мере на поверхностях соприкосновения, покрытых тонким, не устранимым нашими сред-ствами, слоем воздуха и нечистой водой, то есть он запрещает нам объяснять возбуждение электричества из наличия невидимого актив-ного электролита между поверхностями соприкосновения. Электро-лит должен был бы вызвать в сомкнутой цепи длительный ток; электричество же простого контакта металлов изчезает, лишь только цепь замкнута. Здесь именно мы приходим к самому существен-ному пункту: способна ли объяснить образование длительного тока путем контакта химически безразличных тел «электрическая разъ-единительная сила», которую сам Видеман ограничил сперва метал-лами, признал неработоспособной без притока извне энергии, а за-тем свел в конце концов к совершенно микроскопическому источ-нику энергии, и если она способна объяснить это, то каким образом? В вольтовом ряде металлы расположены таким образом, что каждый из них электроотрицателен по отношению к предыдущему и электро-положителен по отношению к последующему. Поэтому, если мы расположим в этом порядке ряд металлических кружков — ска-жем, цинк, олово, железо, медь, платину, — то сможем получить на обоих концах электрические напряжения. Но если мы сомкнем этот ряд металлов, так что в соприкосновение придут и цинк с пла-тиной, то напряжение немедленно выравняется и исчезнет. «Таким образом, в замкнутом круге тел, принадлежащих к вольтову ряду,

174

невозможно образование длительного тока электричества»[173]. Ви-деман подтверждает это положение еще следующими теоретическими соображениями: «Действительно, если бы в круге возник ток элек-тричества, то в металлических проводниках он породил бы теплоту, которая могла бы быть нейтрализована разве охлаждением в местах соприкосновения металлов. Во всяком случае получилось бы неравно-мерное распределение теплоты; и точно так же ток мог бы, без при-тока извне энергии, непрерывно приводить в движение электромагнит-ную машину и совершать таким образом работу, что невозможно, так как при неизменном соединении металлов — например путем спайки их — невозможны никакие перемены в местах контакта, которые компенсировали бы эту работу».

Но не довольствуясь этим теоретическим и экспериментальным доказательством того, что само по себе контактное электричество металлов неспособно породить ток, Видеман, как мы увидим, счи-тает необходимым выдвинуть особую гипотезу, чтобы устранить дея-тельность его даже там, где оно могло бы вдруг обнаружиться в токе. Поищем поэтому другого пути, чтобы добраться от контактного электричества < которое является исходным пунктом для опыта > к току. Вообразим себе вместе с Видеманом[174] «два металла, — скажем, цинковый и медный стержни, — спаянные между собою в одном конце; вообразим далее, что их свободные концы соединены при посредстве третьего тела, которое не действует электродвижущим образом по отношению к обоим металлам, а только проводит скопив-шиеся на их поверхностях противоположные электричества, так что они в нем нейтрализуют друг друга. В таком случае электри-ческая разъединительная сила непрерывно восстанавливала бы прежнюю разницу напряжений, создавая таким образом в цепи дли-тельный ток электричества, который мог бы совершать без всякого возмещения работу, что опять-таки невозможно. Поэтому не может быть никакого тела, которое только проводило бы электричество, не обнаруживая электродвижущего действия по отношению к другим телам». Мы таким образом оказываемся на старом месте: невозможность творить движение закрывает нам снова путь. Мы никогда не создадим тока при помощи контакта химически безразличных тел, то есть при помощи собственно контактного электричества. По-вернем же еще раз назад и попробуем пойти по третьему указывае-мому нам Видеманом пути.

«Погрузим наконец цинковую и медную пластинки в жидкость, которая содержит так называемое бинарное соединение и которая следовательно может распасться на две химически различных со-ставных части, вполне насыщающих друг друга, — например на разведенную соляную кислоту (Н+С1) и т. д. В таком случае, согласно § 27, цинк заряжается отрицательным образом, а медь — положительным. При соединении металлов эти электричества вы-равниваются через посредство мест соприкосновения, через которые следовательно течет ток положительного электричества от меди к цинку. Но так как и появляющаяся при контакте этих двух металлов разъединительная сила уносит с собой положительное электричество в том же направлении, то действия электрических сил не уничтожают друг друга, как в замкнутой металлической цепи. Таким образом здесь возникает

175

длительный ток положительного электричества, который течет в замкнутой цепи от меди через место ее соприкосновения с цинком к последнему, а от цинка через жидкость к меди. Вскоре (в пара-графе 34 и сл.) мы вернемся к вопросу о том, насколько действи-тельно содействуют образованию этого тока имеющиеся в цепи от-дельные электрические разъединительные силы. Комбинацию из про-водников, дающую подобный гальванический ток, мы называем гальваническим элементом, или гальванической цепью» (т. I, стр. 45)^[6].

Итак чудо совершено. Благодаря простой электрической разъединительной силе контакта, которая, согласно самому Видеману, не способна действовать без притока энергии извне, здесь получился длительный ток. И если бы для объяснения его у нас не было ничего другого, кроме вышеприведенного места из Видемана, то это было бы действительно настоящим чудом. Что узнаем мы здесь о рас-сматриваемом явлении?

1. Если цинк и медь погружены в какую-нибудь жидкость, со-держащую в себе так называемое бинарное соединение, то, согласно § 27, цинк заряжается отрицательным образом, а медь — положи-тельным. Но во всем § 27 нет ни звука о каком нибудь бинарном со-единении. В нем описывается только простой вольтов элемент из цинковой и медной пластинок, между которыми положена смочен- ная какой-нибудь кислой жидкостью суконка, и рассматриваются — без упоминания о каких бы то ни было химических процессах — по-лучающиеся при этом статически-электрические заряды обоих ме-таллов. Таким образом так называемое бинарное соединение вво-дится здесь контрабандным путем.

2. Остается совершенно невыясненным, что собственно должно здесь делать это бинарное соединение. То обстоятельство, что оно «может распасться на две химически различных составных части, вполне насыщающих друг друга» (вполне насыщающих другу друга, после того как они распались?!), могло бы научить нас чему-нибудь новому лишь в том случае, если бы оно действительно распалось. Но об этом нам не сообщается ни слова, и мы должны поэтому пока допустить, что оно не распадается^[7].

3. После того как <с помощью § 27> цинк зарядился в жидкости отрицательным образом, а медь положительным, мы приводим их (вне жидкости) <что опять-таки не указано> в соприкосновение. Тотчас же «эти электричества выравниваются через посредство мест соприкосновения, через которые, следовательно, течет ток положи-тельного электричества от меди к цинку». Мы опять-таки не узнаем, почему течет только ток «положительного» электричества в одном направлении, а не также и ток «отрицательного» электричества в противоположном направлении. Мы вообще не узнаем, что проис-ходит с отрицательным электричеством, которое однако было до сих пор столь же необходимым, как и положительное: ведь действие электрической разъединительной силы заключалось именно в том, чтобы освободить и противопоставить их друг другу. Теперь вдруг ее устраняют, как будто бы утаивают, и делают такой вид, точно существует одно только положителькое электричество. Но вот на

176

стр. 51 мы опять читаем нечто совершенно противоположное, ибо здесь «электричества соединяются в один ток» и следовательно те-чет как отрицательное, так и положительное электричество! Kто поможет нам выбраться из этой путаницы? 4. «Но так как и появляющаяся при контакте этих двух метал- лов электрическая разъединительная сила уносит с собой положи- тельное электричество в том же направлении, то действия электри-веских разъединительных сил не уничтожают друг друга, как в замкнутой металлической цепи. Таким образом здесь возникает дли-тельный ток» и т. д. Это сказано несколько сильно. Ибо, как мы увидим, Видеман несколькими страницами далее (стр. 52) пока- зывает нам, что при "образовании длительного тока… электрическая разъединительная сила в месте контакта металлов… должна быть недеятельной^[8]; что не только имеется ток, даже если она дейст- вует в противном току направлении, вместо того чтобы уносить положительное электричество в том же направлении, но что она и в этом случае не компенсируется определенной долей разъедини- тельной силы цепи и значит опять-таки недеятельна. Каким же образом Видеман может считать на стр. 45 электрическую разъединительную силу необходимым фактором образования тока (пользуясь при этом специально придуманной для этой цели гипотезой), если на стр. 52 он признает ее деятельность во время тока? 5. «Таким образом здесь возникает длительный ток положитель- ного электричества, который течет в замкнутой цепи от меди через место ее соприкосновения с цинком к последнему, а от цинка через жидкость к меди». Но при подобном длительном токе электричества «им порождается в самих проводниках теплота», благодаря ему же «может быть приведена в движение электромагнитная машина и произведена таким образом работа», что однако невозможно без притока энергии. Но так как Видеман до сих пор ни звуком не обмолвился насчет того, происходит ли подобный приток энергии и откуда он происходит, то длительный ток попрежнему остается чем-то невозможным, как и в обоих разобранных выше случаях. Никто этого не понимает лучше, чем сам Видеман. Поэтому он благоразумно торопится обойти многочисленные щекотливые пункты этого удивительного объяснения образования тока, вознаграждая зато читателя на нескольких страницах всякого рода элементарными сведениями насчет термических, химических, магнитных и физиологических действий этого все еще таинственного тока, причем иногда впадает в тон совершенно популярного рассказчика. Затем вдруг он продолжает (стр. 49): «Теперь мы должны исследовать, как обнаруживают свое дей-ствие электрические разъединительные силы в замкнугой цепи из двух металлов в одной жидкости, например из цинка, меди, соляной кислоты». <(Но мы уже это исследовали на стр. 45).> «Мы знаем, что сOcтавные части содержащегося в жидкости бинар-ного соединения (HCl) разделяются при протекании тока таким образом, что одна из них (Н) освобождается на меди, а эквивалентное количество другой (Cl) освобождаются на цинке, причем последняя соединяется с эквивалентным количеством цинка в ZnCl».

177

Мы знаем! Если это мы и знаем, то во всяком случае не от Виде-мана, который, как мы видели, не обмолвился до сих пор ни звуком насчет этого процесса. И далее, если мы и знаем что-нибудь насчет этого процесса, то лишь то, что он происходит не так, как это опи-сывает Видеман <но что сперва хлор отделяется от водорода, а затем соединяется с цинком. Но это следует установить позднее. Пока что далее... > При образовании молекулы НС1 из водорода и хлора освобо-ждается количество энергии=22 000 единиц теплоты (Юлиус Том-сон). Поэтому, чтобы освободить хлор из его соединения с водоро-дом, надо доставить каждой молекуле НС1 извне такое же количе-ство энергии. Откуда же дает цепь эту энергию? Из изложения Виде- мана это совершенно не видно. Потому постараемся разобраться в этом сами. Когда хлор соединяется с цинком в "хлористый цинк, то при этом выделяется значительно большее количество энергии, чем необхо-димо для отделения хлора от водорода. (Zn, Cl2) развивает 97210, 2 (Н,С1) — 44 000 единиц теплоты (Юлиус Томсон). Это и объясняет нам происходящий в цепи процесс. Таким образом дело не проис-ходит так, как рассказывает Видеман, будто водород просто освобо-ждается на меди, а хлор на цинке, «причем», далее, цинк случайным образом соединяется с хлором. Напротив того: соединение цинка с хлором является существенным, основным условием всего про-цесса, и, пока это соединение не произошло, мы станем тщетно ждать появления водорода на меди. Избыток энергии, выделяющейся при образовании молекулы ZnCI2, над энергией, необходимой для выделения двух атомов Н из двух молекул НС1, превращается в цепи в электрическое движение и дает всю обнаруживающуюся в токе «электродвижущую силу». Таким образом источником энергии, отделяющей водород от хлора, является не какая-то таинственная «электрическая разъединитель-ная сила»; происходящий в цепи совокупный химический процесс снабжает все «электрические разъединительные силы» и «электро-движущие силы» в цепи необходимой для их существования энергией. Итак мы должны пока констатировать, что и второе объяснение тока у Видемана так же мало помогает нам, как и первое; а теперь пойдем дальше. «Этот процесс доказывает, что роль бинарного соединения между металлами не ограничивается только простым избыточным притя-жением всей его массы к тому или другому электричеству, как это наблюдается у металлов, но что здесь к этому присоединяется еще особенное действие его составных частей. Так как С1 выделяется там, где в жидкость входит ток положительного электричества, а Н там, где в нее входит отрицательное электричество, то мы допускаем^[9], что каждый эквивалент хлора в соединении НС1 заряжен определен-ным количеством отрицательного электричества, обусловливающим его притяжение вступающим положительным электричеством. Это — электроотрицательная составная часть соединения. Точно так же эквивалент должен быть заряжен положительным электричеством, представляя таким образом электроположительную часть соеди--

178

нения. Заряды эти могли бы представиться при соединении Н и С1 совершенно так, как при контакте цинка и меди. Так как соединение НС1 само по себе неэлектрическое, то в соответствии с этим мы долж-ны допустить, что атомы положительной и отрицательной его ча-стей содержат равные количества положительного и отрицатель-ного электричества. Теперь, если в разведенную соляную кислоту погрузить цин-ковую и медную пластинки, то мы можем, предположить *, что цинк обладает более сильным притяжением к электроотрицательной составной части ее (С1), чем к электроположительной (Н). Бла-годаря этому прикасающиеся к цинку молекулы соляной кислоты должны расположиться таким образом, что они повернут свои элек-троотрицательные составные части к цинку, а электроположитель-ные — к меди. Так как расположенные таким образом составные части воздействуют своим электрическим притяжением на последую-щие молекулы НС1, то весь ряд молекул между цинковой и медной пластинками примет такой вид, как указано на фигуре 10:

               - Цинк |                                              | Медь+
                            —  + —  +  —  + —  + —  + 

                        -   С1 Н С1 Н С1 Н С1 Н С1 Н    +

Если бы второй металл действовал на положительный водород так, как цинк действует на отрицательный хлор, то это только спо- собствовало бы возникновению указанного расположения. Если бы он действовал в противоположном направлении, но более слабым образом, то все же направление осталось бы неизменным. Благодаря индуцирующему действию отрицательного электри-чества прилегающего к цинку электроотрицательного хлора, электри-чество в цинке распределилось бы^[10] таким образом, что те части его, которые лежат ближе к хлору ближайшего атома соляной кислоты зарядились бы положительным образом, а расположенные дальше зарядились бы отрицательным образом. Точно так же и в меди, в той части, которая лежит ближе к электроположительной части (Н) молекулы соляной кислоты, накопилось бы отрицательное электри-чество, положительное же было бы отнесено в более далекие части. Вслед за этим положительное электричество в цинке соедини-лось бы с отрицательным электричеством ближайшего атома С1, а последний — сам соединился бы с цинком. Электроположительный атом Н, который прежде был соединен с этим атомом хлора, соеди-нился бы с обращенным к нему атомом С1 второго атома НС1, при одно-временном соединении друг с другом заключенных в этих атомах электричеств. Точно так же Н второго атома НСl соединился бы с С1 третьего атома и т. д., пока наконец на меди не освободился бы атом Н, положительное электричество которого соединилось бы с отрицательным электричеством меди, так что он выделился бы в нейтраль-ном неэлектрическом состоянии». —Этот процесс «стал бы повторяться до тех пор, пока отталкивательное действие накопленных в метал-лических пластинках электричеств на электричества обращенных к ним составных частей соляной кислоты неуравновесило бы действия химического притяжения последних металлами. Но если металличе--

179

ские пластинки будут соединены друг с другом при помощи провод-ников, то свободные электричества металлических пластинок соеди-нятся между собой и снова могут начаться вышеупомянутые процес-сы. Таким образом возникло бы постоянное течение электричества. Ясно, что при этом происходит постоянная потеря живой силы, ибо направляющиеся к металлам составные части бинарного соединения движутся к ним с известной скоростью и затем приходят в покой, либо образуя соединение ZnCI2, либо свободно выделяясь в виде Н. (Примечание [Видемана]: так как выигрыш в живой силе при отде-лении составных частей С1 и Н выравнивается потерей живой силы при соединении их с составными частями ближайших атомов, то влия-нием этого процесса можно пренебречь.) Эта потеря в живой силе эквивалентна количеству теплоты, которое развивается при происхо-дящем явно химическом процессе, то есть по существу при растворении эквивалента цинка в разведенной кислоте. Работа, произведенная при распределении электричеств, должна равняться этой величине. Поэтому, если эти электричества соединяются в токе, то во время раст-ворения эквивалента цинка и выделения эквивалента водорода из жидкости в цепи должна обнаружиться работа в форме ли теплоты или в форме произведенных во-вне действий, которая также эквива-лентна количеству теплоты, соответствующему этому химическому процессу»^[11][175]. «Допустим — могли бы — мы должны допустить — мы можем предположить—распределилось бы—зарядились бы»—и т. д. и т. д. Перед нами сплошные догадки и сослагательные наклонения, из которых можно выудить определенным образом лишь три факти-ческих изъявительных наклонения: во-первых, что соединение цинка с хлором признается теперь условием выделения водорода; во-вторых, как мы узнаем теперь в самом конце и, так сказать, мимо-ходом, что выделенная при этом энергия является источником — и притом единственным источником — всей потребной для образо-вания тока энергии и, в-третьих, что это объяснение образования тока так же резко противоречит приведенным выше двум другим объяснениям его, как они противоречили друг другу. <Там доста-точно было электрического напряжения между медью и цинком и того обстоятельства, что при комбинации этих двух металлов вне жидкости положительное электричество протекало в одинаковом направлении; здесь химический процесс, совершающийся в цепи, наступает как необходимый член, и уже нет речи о токе в одинаковом направлении. Там ток возникал чудесным образом, без такого источ-ника энергии, который можно было бы констатировать; здесь, хотя и не без смущения, упоминается, что этим источником является хи-мический процесс, и таким образом совершенно отвергается выше-упомянутое объяснение образования тока. Затем Видеман доказывает, что электрическая разъединительная сила и пропорциональная ей электродвижущая сила гальваниче-ского элемента «должна быть прямо пропорциональна теплоте, по-рождаемой при разложении одного эквивалента бинарного соеди-нения и растворения одного эквивалента цинка», и затем продол-жает:>

180

«Таким образом при образовании длительного тока действует одна только электрическая разъединительная сила, происходящая от неравного притяжения и поляризации металлическими электро-дами атомов бинарного соединения в жидкости цепи; электрическая же разъединительная сила в месте контакта металлов, в котором не могут происходить никакие механические изменения, должна быть недеятельной. Вышеупомянутая полная пропорциональность всей электрической разъединительной силы (и электродвижущей силы) в сомкнутой цепи упомянутому тепловому эквиваленту химических процессов доказывает, что разъединительная сила контакта, если она действует в направлении противоположном электродвижущему возбуждению металлов жидкостью (как в случае погружения олова и цинка в раствор цианистого калия), не компенсируется определен-ной долей разъединительной силы в последней. Поэтому она должна быть нейтрализована иным способом. Это может произойти проще всего при допущении, что при контакте возбуждающей жидкости с металлами электродвижущая сила порождается двояким образом: во-первых, благодаря неодинаковому притяжению массы жидкости, взятой в целом, тем или другим электричеством: во-вторых, неоди-наковому притяжению металлов составными частями жидкости, за-г ряженными противоположными электричествами… Благодаря пер-| вому, неравному притяжению, массы жидкости будут вести себя г согласно закону вольтова ряда металлов, и в замкнутом токе на-ступит полная, до нуля, нейтрализация электрических раъедини-тельных сил (и электродвижущих сил); второе же, химическое, дей-ствие даст одно всю необходимую для образования тока электриче-скую разъединительную силу и соответствующую ей электродвижу-щую силу» (т. I, стр. 52, 53)^[12]. Таким путем благополучно устраняется последний остаток кон-тактной теории образования тока, а также и последний остаток пер- вого данного Видеманом на стр. 45 объяснения тока, согласно кото- рому гальваническая цепь есть простой аппарат для превращения освобождающейся химической энергии в электрическое движение, в так называемую электрическую разъединительную силу и электро-движущую силу, подобно тому как паровая машина есть аппарат для превращения тепловой энергии в механическое движение. И в том, и в другом случае аппарат дает только условия, необходимые для освобождения и дальнейших превращений энергии, не доставляя сам по себе никакой энергии. Установив это, нам остается теперь только более тщательно рассмотреть третий вариант видемановской теории тока. <Прежде всего таким образом «мы знаем, что при про-хождении тока... Н освобождается на меди, а эквивалентное коли-чество другой (составной части), С1, — на цинке, причем последний соединяется с эквивалентным количеством цинка, образуя ZnC2». Это может быть соответствует обыкновенной форме выражения, но не соответствует действительным фактам. При образовании молекулы НCI из газообразного хлора и газообразного водорода освобождается некоторое количество энергии, равное 17346 единицам тепла. (Фавр.) Чтобы опять освободить хлор из его соединения с водородом,следует таким образом опять доставить каждой молекуле

181

HC1 такое же количестве энергии. И это количество энергии в дан-ном случае может быть доставлено только посредством нового хими-ческого процесса: посредством соединения хлора с цинком. При этом соединении освобождается гораздо большее количество энергии, чем то, которое необходимо для отделения хлора от водорода. Таким образом не водород сперва освобождается на меди и при этом хлор — на цинке, как говорит Видеман, «причем» хлор и цинк случайно сое-диняются, а, наоборот, соединение цинка с хлором есть самое сущест-венное основное условие всего процесса, и, до тех пор пока оно не произошло, мы напрасно стали бы ожидать появления водорода на меди. Избыток энергии, которая освобождается при образовании одной молекулы ZnCl2, в сравнении с тем количеством, которое требуется для освобождения одной молекулы Н2 из двух молекул НС1, пре-вращается в цепи в электрическое движение и доставляет всю «элект-родвижущую силу», которая в ней обнаруживается. Как бы мало мы ни знали о способе этого превращения энергии и о характере элек-трического движения, относительно источника действующей при за-мыкании цепи энергии не может быть никакого сомнения. И в дальнейшем объяснении Видемана мы находим такую же путаницу по отношению к действующей в токе энергии. Он говорит:> Как изображаются здесь превращения энергии в сомкнутой цепи? Ясно, — говорит он, — что в цепи «происходит постоянная по-теря живой силы, ибо направляющиеся к металлам составные части бинарного соединения движутся к ним с известной скоростью и за-тем приходят в покой, либо образуя соединения ZnCI, либо свободно выделяясь (в виде Н)». <В чем же здесь состоит потеря живой силы? В том ли, что со-ставные части вообще переходят от своего движения к покою? Но это движение — поскольку оно не компенсируется согласно выше-приведенному примечанию к этому месту — крайне ничтожно и <<очень>> далеко от того, чтобы быть эквивалентным освобождаю-щемуся при растворении в кислоте количеству теплоты. Или же в том, что эти составные части, с одной стороны, образуют ZnCl2, а с другой стороны, H2? Но если образование ZnCl2 может освобо-ждать энергию в форме теплоты, то освобождение Н2 из 2НС12 тре-бует доставления энергии. К тому же при этом освобождается потен-циальная энергия, то есть живая сила; ведь шло бы вразрез даже с обще-принятой формой выражения сказать, что в происходящем здесь процессе при освобождении Н2 происходит потеря живой силы. Или, наконец, из всех трех? В таком случае простое химическое явление опять без всякой нужды затемняется присоединением по-тери живой силы при перемещении ионов. Появляющаяся в этом перемещении живая сила, подобно всякой другой, обнаруживаю-щейся при замыкании цепи энергии, доставляется химическим про-цессом. По существу ей здесь нечего делать. На самом же деле она и потеря ее имеют лишь целью сделать возможным фатальный, но, к сожалению, неизбежный, переход от контактной теории к химиче-скому объяснению тока: «Эта потеря эквивалентна количеству теп-лоты, которая выделяется при явно обнаруживающемся химиче-ском процессе, то есть по существу при растворении эквивалента цинка в разведенной кислоте», — тут «потеря живой силы» сделала свое

182

дело, и ей дают отставку. Теперь, благополучно преодолев все труд-ности, единственным источником энергии мы можем признать хими-ческий процесс, все равно — противоречит ли это всему сказанному раньше или нет. Что касается цитированного уже гипотетического объяснения процессов в цепи, то Видеман на стр 794 говорит, что он в нем, до известной по крайней мере степени, следовал химической теории Шенбейна, а именно, «поскольку это (химическое) возбуждение электричества создавало длительный ток в цепи». Но Шенбейн, как мы читаем на той же странице, прямо исходит из химического дей-ствия в цепи. У него атомы хлора НС1 отлагаются на цинке, потому что у них есть «стремление к химическому соединению» с ним, и только в силу этого, в сущности чисто химического, процесса раз-виваются электрические напряжения как вторичные явления. Опи-сание Шенбейна таким образом прежде всего опирается на ту сто-рону процесса, о характере которой мы знаем нечто положительное, на химическую сторону, и поэтому оно гораздо яснее описания Ви-демана, у которого химический процесс обусловливается тем самым электрическим процессом, которому он еще должен доставить необ-ходимую для его осуществления энергию, у которого следовательно <<уже совершившаяся часть процесса обусловлена будущей>> дитя рождает свою мать. Мы видели, как Видеман посредством своего «мы знаем» обходит эту неудобную для контактной теории сторону шенбейновского развития. И <<во-вторых, Шенбейн выступил со своей теорией в та-кое время (1838—1844), когда положение о количественной не-уничтожаемости движения было еще неизвестно в физике во всех превращениях его формы>> затем все шенбейновское описание про-цесса гораздо яснее, — именно потому, что оно просто объясняет его химически, —описания Видемана, который запутался в неразреши-мых противоречиях, потому что хочет перенести в новую теорию остатки оставленной уже контактной теории. Шенбейн конечно не ответственен за те особенные противоречия, в которых запутывается Видеман при описании происходящих в токе превращений энергии. Он писал в 1838—1844 гг., следовательно в такое время, когда в физике теория о количественной неизменяе-мости движения во всех превращениях его формы или совсем еще не была высказана, или же была высказана еще в своей самой прими-тивной формулировке.> «Эта потеря эквивалентна количеству теплоты, которая выде-ляется при происходящем явно химическом процессе, т. е, по суще-ству при растворении эквивалента цинка в разведенной кислоте». Во-первых, если процесс совершается в чистом виде, то в цепи вовсе не выделяется теплота при растворении цинка; освобождаю-щаяся энергия превращается как раз в электричество и лишь потом из последнего, благодаря сопротивлению всей сомкнутой цепи, пре-вращается в теплоту. Во-вторых, живая сила есть полупроизведение из массы на квад-рат скорости. В таком случае вышеприведенное положение озна-чает следующее: освобождающаяся при растворении эквивалента цинка в разведенной кислоте энергия — столько-то и столько-то калорий — эквивалентна полупроизведению массы ионов на квадрат

183

скорости, с которой они направляются к металлам. Формулирован-ное таким образом это положение очевидно ложно; появляющаяся при движении ионов живая сила далеко не равна освобождающейся благодаря химическому процессу энергии^[13]; а если бы она была ей равна, то не осталось бы энергии для тока в остальной части сомкну-той цепи. Поэтому-то и преподносится нам замечание, что ионы приходят в покой «либо образуя соединение, либо свободно выде-ляясь». Если же потеря живой силы должна включать в себя пре-вращения энергии, происходящие также в обоих этих процессах, то мы оказываемся в совершенно безвыходном положении: ведь этим именно двум процессам, взятым вместе, мы обязаны всей освобо-ждающейся энергией, так что здесь абсолютно не может быть речи о потере живой силы, а только о выигрыше ее.

Ясно таким образом, что Видеман, высказывая это положение, не связывал с ним ничего определенного; можно скорее думать, что «потеря живой силы» играла у него роль своего рода deus ex machina, облегчающего ему роковой прыжок из старой контактной теории в химическую теорию объяснения тока. Действительно, после того как потеря живой силы сделала свое дело, ей дают отставку; отныне единственным источником энергии при образовании тока является бесспорно химический процесс в цепи, и наш автор теперь озабочен только тем, чтобы каким-нибудь приличным образом избавиться от последнего остатка возбуждения электричества при контакте хими-чески безразличных тел, чтобы избавиться от разделительной силы, обнаруживающейся в месте контакта обоих металлов.

Когда читаешь вышеприведенное видемановское объяснение об-разования тока, то кажется, что имеешь перед собой образец той <теологической> апологетики, с которой выступали лет сорок на-зад против <немецкой> филологически-исторической библейской критики Штрауса, Вильке, Бруно Бауэра и других теологов разных степеней правоверия. В обоих случаях пользуются одинаковым ме-тодом. И это неизбежно, ибо в обоих случаях дело идет о том, чтобы спасти старую традицию от рационального знания. Исключитель-ный эмпиризм, позволяющий себе мышление в лучшем случае разве лишь в форме математических вычислений, воображает себе, будто он оперирует только бесспорными фактами. В действительности же он оперирует преимущественно традиционными представлениями, устаревшими большею частью продуктами мышления своих предшест-

184

венников, вроде положительного и отрицательного электричества, электрической разъединительной силы, контактной теории. Послед-ние кладутся им в основу бесконечных математических выкладок, в которых из-за строгости математических формул легко забывается гипотетическая природа предпосылок. Насколько скептически этот эмпиризм относится к результатам современной ему научной мысли, настолько же суеверно относится он к результатам мышления своих предшественников. Даже экспериментально установленные факты связываются у него мало-по-малу неразрывным, образом с соответ-ственными традиционными толкованиями их; в описание даже самого простого электрического явления вносится фальсификация при по-мощи например контрабандного протаскивания теории о двух элек-тричествах. Этот эмпиризм не в состоянии изображать правильно факты, ибо в изображение их у него неизбежно входит традицион-ное толкование фактов. Одним словом, здесь, в области учения об электричестве, мы имеем столь же развитую традицию, как и в обла-сти теологии. И так как в обеих этих областях результаты новей-шего исследования, установление неизвестных до того или же ос-паривавшихся фактов и неизбежно вытекающие отсюда теоретиче-ские выводы безжалостно противоречат старой традиции, то защит-ники этой традиции попадают в затруднительнейшее положение. Они должны искать спасения во всякого рода уловках, безнадежных увертках, должны затушевывать непримиримые противоречия и в конце концов забираются сами в такой лабиринт противоречий, из которого для них нет никакого выхода. Вот эта-то вера в старую теорию электричества и запутывает Видемана в самые жестокие противоречия с самим собою, когда он делает безнадежную попытку примирить старое объяснение тока, исходящее из «силы контакта», с новой теорией, основывающейся на освобождении химической энер-гии. Может быть, скажут, что приведенная выше критика видеманов-ского объяснения тока сводится к словесным придиркам и что если Видеман выражается вначале несколько небрежно и неточно, то в конце концов он все же дает правильное, согласующееся с принци-пом сохранения энергии объяснение; что значит все у него обстоит благополучно. В ответ на это мы приведем здесь другой пример, его описание процесса в следующей цепи: цинк, разведенная серная кислота, медь. «Если соединить проволокой обе пластинки, то возникает галь-ванический ток… Благодаря электролитическому процессу из воды раз-веденной серной кислоты высвобождается на меди один эквивалент водорода, выделяющийся в виде пузырьков. На цинке образуется один эквивалент кислорода, окисляющий цинк в окись цинка, кото-рая растворяется в окружающей кислоте в сернокислый цинк» (1, стр. 593)^[14]. При выделении водородного и кислородного газов из воды тре-буется для каждой молекулы воды энергия, равная 68 924 единицам теплоты. Откуда же получается в вышеуказанной цепи эта энергия? «Благодаря электролитическому процессу». А где же берет ее элек-тролитический процесс? На это мы не получаем никакого ответа.

185

Но далее Видеман рассказывает нам — и не один раз, а по крайней мере два раза (т. l, стр. 472 и 614) [176], — что вообще «coгласно новейшим опытам сама вода не разлагается»; в нашем случае дело происходит следующим oбpазом: серная кислота Н2SО4 распадается, с одной стороны, на Н2, с другой на SOз +O, причем Н2 и O могут при известных обстоятельствах выделяться в виде газов. Но благо-даря этому изменяется характер всего процесса. Н2 в H2SO4 заме-няется прямо двухвалентным цинком, образуя цинковый купорос ZnSO4. На одной стороне остается Н2, а на другой SO3+O. Оба газа выделяются в той пропорции, в которой они образуют воду; SO3 соединяется с водой раствора H2O снова в H2SO4, то есть в серную кислоту. Но при образовании ZnSO4 развивается количество энер-гии, не только достаточное для вытеснения и освобождения водо-рода серной кислоты, но и дающее еще значительный избыток, ко-торый употребляется в нашем случае для образования тока. Таким образом цинк не ожидает того, чтобы электролитический процесс доставил ему свободный кислород, который <по устаревшим пред-ставлениям об образовании соли> <как здесь утверждает> даст ему возможность сперва окислиться, а потом раствориться в кислоте. Наоборот: он прямо вступает в процесс, который вообще становится возможным только благодаря этому вступлению цинка. Мы видим здесь, как на помощь устарелым представлениям о контакте приходят устарелые химические представления. Согласно новейшим воззрениям соль есть кислота, в которой водород заме-щен каким-нибудь металлом. Расматриваемый нами здесь процесс подтверждает это воззрение: прямое вытеснение водорода кислоты цинком вполне объясняет превращение энергии. Прежнее воззрение, которого придерживается Видеман, считает соль соединением окиси и металла с какой-нибудь кислотой и поэтому говорит не о цинковом купоросе, а о сернокислой окиси цинка. Но для получения в нашей цепи из цинка и серной кислоты сернокислой окиси цинка необхо-димо, чтобы цинк сперва окислился. Для достаточно быстрого окис-ления цинка мы нуждаемся в свободном кислороде. Чтобы получить свободный кислород, мы должны допустить — так как на меди по-является водород, — что вода разлагается. Для разложения воды мы нуждаемся в огромном количестве энергии. Откуда же она полу-чается? Попросту «благодаря электролитическому процессу», кото-рый в свою очередь <есть нечто невозможное> не может иметь места, пока не стал образовываться его конечный химический про-дукт, «сернокислый цинк». <3десь дело обстоит так же, как и выше.> Дитя рождает свою мать, Таким образом и здесь у Видемана весь процесс извращен и по-ставлен на голову, и это потому, что Видеман, не задумываясь, сме-шивает два диаметрально противоположных процесса — активный и пассивный электролизы, рассматривая их как электролиз просто. До сих пор мы рассматривали только то, что происходит в цепи, то есть процесс, при котором благодаря химическому действию освобо-ждается избыток энергии, превращающийся при помощи приспособ-лений цепи в электричество. Но, как известно, этот процесс можно обратить: получившееся в цепи из химической энергии электриче-ство длительного тока может быть обратно превращено в химическую энергию во включенной в цепь электролитической ванне. Оба про-

186

цесса как будто противоречат друг другу; если мы станем рассмат-ривать первый как химически-электрический, то второй является электро-химическим <и это различение так же необходимо, как и различение электро-магнетического и магнетически-электрического>. Оба они могут происходить в одной и той же сомкнутой цепи с од-ними и теми жи веществами. Так например столб из водорода и кислорода с платиной, то есть из газовых элементов, ток которых поро-ждается благодаря соединению водорода и кислорода в воду, может дать во включенной в цепь электролитической ванне водород и кисло-род в той пропорции, в которой они образуют воду. Обычная кон-цепция рассматривает оба эти противоположных процесса под одним общим названием электролиза и не проводит различия между актив-ным и пассивным электролизом, между возбуждающей жидкостью и пассивным электролитом. Так Видеман на 143 страницах рассмат-ривает электролиз вообще, прибавляя затем в заключение несколько замечаний об «электролизе в цепи», где происходящие в действитель-ных цепях процессы занимают к тому же только ничтожнейшую часть 17 страничек этого отдела. И в следующей затем «теории элек-тролиза» совсем не упоминается эта противоположность между цепью и электролитической ванной, и тот, кто пытался бы отыскать в при-мыкающей сюда главе «Влияние электролиза на сопротивление про-водников и на электродвижущую силу в сомкнутой цепи» <и «Теория контактного электричества»> какие-нибудь замечания насчет прев-ращения энергии в сомкнутой цепи, жестоко бы разочаровался^[15]. Рассмотрим же этот непреодолимый «электролитический процесс», который способен без видимого притока энергии отделить H2 от О и который играет в рассматриваемых отделах книги ту же роль, какую прежде играла таинственная «электрическая разъединитель-ная сила». «Наряду с первичным, чисто электролитическим процессом^[16] отделения ионов появляется еще масса вторичных, совершенно неза-висимых от него чисто химических процессов благодаря воздействию выделенных током ионов. Это воздействие может производиться на вещество электродов и на разложенное тело, а в растворах также на растворитель» (т. I, стр. 481) [177]. Вернемся к приведенной выше цепи: цинк и медь в разведенной серной кислоте. Здесь, по собствен-ным словам Видемана, разделенные ионы — это Нз и О воды. Сле-довательно для него окисление цинка и образование ZnSO4 есть вторичный, независимый от электролитического процесса, чисто химический процесс, хотя только благодаря ему становится возмож-ным первичный процесс. Рассмотрим несколько подробнее ту пута-ницу, которая неизбежно получается из этого извращения реаль-ного хода вещей. <Причем замечательно, что Видеман в III томе рассказывает нам, как этот процесс, происходящий позднее и независимо от элек-тролитического процесса, отдает всю энергию этого процесса, и опи-сывает нам приведенный (стр. [214]) прекрасный опыт Фавра, со-гласно которому он сам доставляет и эту энергию.

187

<<Но перейдем к пассивному электролизу, к исследованию про-цессов в разложившемся элементе.>> Впрочем совершенно ясно, что во многих цепях в самом деле могут происходить вторичные химические процессы. <<Вторичными они являются потому, что они потребляют часть освобожденной в первичном процессе энергии и таким образом уменьшают количество энергии, которое может быть превращено в электричество. >> На-пример выделение элементов воды в необычных формах: озона (Оз), перекиси водорода (H2O2). Эти процессы могут в чрезвычайно раз-личной форме затрагивать происходящие в цепи превращения энер-гии <<они могут не затронуть энергии, предназначенной для прев-ращения в электричество, если они взаимно компенсируют друг друга, они могут уменьшить ее, но они могут также и увеличить ее. Если например в цепи Грове (цинк, разбавленная серная кислота, концентрированная азотная кислота, платина) разложение нахо-дящейся в токе азотной кислоты>> <<если бы мы стали здесь подробно рассматривать, это завело бы нас слишком далеко>>, к чему мы вер-немся впоследствии.> Посмотрим прежде всего на так называемые вторичные процессы в электрической ванне. У Видемана мы встречаем несколько при-меров этого^[17] (стр. 481—482): I. Электролиз Na2SО4 в растворе воды. Он «распадается… на 1 эквивалент SO3+O… и 1 эквивалент Na… Но последний реаги-рует на воду растворителя и выделяет из нее 1 эквивалент Н, в то время как образуется 1 эквивалент едкого натра, растворяющийся в окружающей воде. Уравнение пишется следующим образом: Na2SО4+2H2O==О+SО2+2NaOH+2H ^[18]. В этом примере можно было бы действительно рассматривать разложение Na2SO4==Na2 +SO3+О как первичный, электро-химический, а дальнейшее превращение Na2+2H2О=2NaOH+2H

188

как вторичный, чисто химический процесс. Но этот вторичный про-цесс совершается непосредственно на электроде, где появляется во-дород; поэтому освобождающееся здесь весьма значительное коли-чество энергии (111 810 единиц теплоты для Na, О, Н, Aq. по Юлиусу Томсону) превращается — по крайней мере большею частью — в электричество, и только небольшая часть переходит в элементе непосредственно в теплоту. Но последнее может произойти и с хи-мической энергией, освобожденной прямо или первично в цепи. Но получившееся таким образом и превратившееся в электричество ко-личество энергии вычитается из того количества ее, которое должен доставлять ток для непрерывного разложения Na2SO4… Если пре-вращение натрия в гидрат окиси являлось в первый момент всего процесса вторичным процессом, то со второго момента оно стано-вится существенным фактором всего процесса и перестает поэтому быть вторичным. Но в этой электролитической ванне происходит еще третий про-цесс: SO3, — если оно не вступает в соединение с металлом положи-тельного электрода, причем снова освободилась бы энергия, — соеди-няется с H2O в H2SO4, серную кислоту. Но это превращение не проис-ходит непременно непосредственно на электроде, и поэтому освобо-ждающееся при этом количество энергии (21 320 единиц теплоты по Юлиусу Томсону) целиком или в значительнейшей части в самом эле-менте превращается в теплоту, отдавая току в крайнем случае лишь ничтожную часть электричества. Но этот процесс образования серной кислоты является в этом элементе действительно вторичным процес-сом. <Образование серной кислоты в этом элементе в самом деле является следовательно вторичным процессом>. Таким образом Видеман вовсе не упоминает единственного действительно вторич-ного процесса, происходящего в этом элементе. II. „Если электролизировать раствор медного купороса между положительным медным электродом и отрицательным платиновым, то на отрицательном электроде выделяется 1 эквивалент меди на 1 эквивалент разложенной воды при одновременном разложении сернокислой воды в том же токе; на положительном электроде дол-жен был бы появиться 1 эквивалент SO4, но последнее соединяется с медью электрода, образуя 1 эквивалент CuSO4, который растворяет-ся в воде электролизированного раствора“. Итак мы должны, выражаясь современным химическим языком, представить себе весь процесс следующим образом: на платине оса-ждается Сu; освобождающееся SO4, которое не может существовать само по себе, распадается на SOз+O, причем последний свободно выделяется; SOз заимствует из воды растворителя Н2О и образует Н2SO4, которое снова соединяется, при выделении H2, с медью элек-трода в CuSO4. Строго говоря, мы имеем здесь три процесса: 1) от-деление Сu и SO4; 2) SO3+O+H2O=H2SO4+O; 3) Н2SО4+Сu = H2 + CuSO4. Можно былo бы рассматривать первый как первич-ный, а оба других как вторичные. Но если мы заинтересуемся пре-вращениями энергии, то найдем, что первый процесс целиком компенсируется частью третьего, что отделение меди oт SО4 компенсируется обратным соединением обоих на другом электроде. Если мы отвлечемся от энергии, необходимой для перемещения меди от одного электрода к другому, а также от неизбежной (хотя и не определимой

189

точно) потери энергии в цепи благодаря превращению ее в теплоту, то мы окажемся перед фактом, что так называемый первичный про-цесс не отнимает у тока никакой энергии. Ток дает энергию ис-ключительно для того, чтобы было возможно кocвeннoe отделение H2 и О, оказывающееся таким образом действительным химическим результатом всего процесса, — то есть для того, чтобы сделать воз-можным вторичный или даже третичный процесс. Но в обоих приведенных выше примерах, равно как и в других случаях, различение первичных и вторичных процессов имеет все же бесспорно относительное значение. Так в обоих случаях между прочими явлениями происходит повидимому и разложение воды, причем элементы воды выделяются на противоположных электродах. Но так как, согласно новейшим опытам, абсолютно чистая вода приближается максимально к идеалу непроводника, а следовательно и неэлектролита, то важно доказать, что в этих и подобных случаях разлагается прямо электрохимически не вода, а что здесь выде-ляются элементы воды из кислоты, для образования которых раз-умеется необходим здесь и водорастворитель. III. „Если электролизировать одновременно в двух U-образных трубках… соляную кислоту и пользоваться в одной трубке положи-тельным цинковым электродом, а в другой медным электродом, то в первой трубке растворяется количество цинка 32,53, во второй — количество меди 2х31,7“. Оставим пока медь в стороне и обратимся к цинку. Первичным процессом является здесь разложение НС1, вторичным — раство-рение Zn. Согласно этой точке зрения ток привносит в электролитическую ванну извне необходимую для разложения Н и С1 энергию; после того как произошло это отделение, С1 соединяется с Zn, причем осво-бождается количество энергии, вычитающееся из энергии, необходи-мой для отделения Н и С1; таким образом току приходится доста-вить только разницу этих величин. Пока все идет хорошо; но если мы рассмотрим внимательнее оба эти количества энергии, то найдем, что количество энергии, освобожденное при образовании ZnCI2, больше количества ее, употребленного при отделении 2НС1, и что следовательно току не только не приходится доставлять энергию, но что, наоборот, он получает ее. Перед нами вовсе не пассивный электролит, а возбуждающая жидкость, не электролитическая ванна, а цепь, увеличивающая образующий ток столб на один лиш-ний элемент; процесс, который мы должны были рассматривать как вторичный, оказывается безусловно первичным, становится источ-ником энергии всего процесса, делая его независимым от доставлен-ного нашим столбом тока. Здесь мы ясно видим, в чем заключается источник всей путаницы, царящей в теоретическом изложении Видемана. Видеман исходит из электролиза, не интересуясь тем, активен он или пассивен, не заботясь о том, имеет ли он перед собой цепь или электролитическую ванну: „коновал есть коновал“, как сказал старый майор вольно-определяющемуся из докторов философии. А так как электролиз гораздо легче изучать в электролитической ванне, чем в цепи, то oн фактически исходит из электролитической ванны и делает из происходящих в ней процессов, из отчасти правомерного разделения

190

их на первичные и вторичные, масштаб для совершенно обратных процессов в цепи, не замечая при этом вовсе, как электролитическая ванна у него под носом превращается в цепь. Поэтому он и может выставить положение: «Химическое сродство выделяющихся вещенств с электродами не имеет никакого влияния на собственно электролитический процесс» (т. I, стр. 471), — положение, которое в этой форме, как мы видели, совершенно ложно. Поэтому же y него имеется троякая теория образования тока: во-первых, старая, традиционная теория на основе чистого контакта; во-вторых, теория, основывающаяся на рассматриваемой уже совершенно абстрактным образом электрической разъединительной силе, которая доставляет непонятным образом себе или «электролитическому процессу» энергию, необходимую, чтобы оторвать друг от друга в цепи Н и С1 и сверх того образовать еще ток; наконец современная хи-мически-электрическая теория, видящая в алгебраической сумме химических действий в цепи источник этой энергии. Подобно тому как он не замечает, что второе объяснение опровергает первое, точно также он не догадывается, что третье, со своей стороны, окончатель-но уничтожает второе. Наоборот, у него положение о сохранении энергии присоединяется чисто внешним образом к старой традицион-ной теории, подобно тому как прибавляют новую геометрическую теорему к прежним теоремам. Он вовсе не догадывается о том, что это положение приводит неизбежно к пересмотру всех традиционных взглядов как в этой области естествознания, так и во всех прочих. Поэтому-то Видеман ограничивается тем, что просто констатирует его при объяснении тока, затем спокойно откладывает его в сторону, чтобы снова извлечь лишь в самом конце книги, в главе о действиях тока. Даже в теории возбуждения электричества контактом (т. I, стр. 781 и сл.) учение о сохранении энергии не играет никакой роли при объяснении главной стороны дела и приводится лищь случайным образом при объяснении побочных пунктов: оно является и остается «вторичным процессом». Но вернемся к вышеприведенному примеру III. Там один и тот же ток электролизировал в двух U-образных трубках соляную кис-лоту, но в одной из них положительным электродом был цинк, а в другой — медь. Согласно основному электролитическому закону Фарадея один и тот же гальванический ток разлагает в каждом эле-менте эквивалентные количества электролитов, и количества выде-ленных на обоих электродах веществ относятся друг к другу, как их эквиваленты (т. I, стр. 470). Но оказывается, что в вышеприведен-ном случае в первой трубке растворилось 32,53 цинка, а во второй 2х31,7 меди. «Но, — продолжает Видеман, — это вовсе не дока-зательство эквивалентности этих количеств. Они наблюдаются только при очень слабых токах, при образовании… с одной стороны, хло-ристого цинка, а с другой… хлористой меди. В случае более силь-ных токов количество растворенной меди при том же самом количе-стве растворенного цинка опустилось бы до… 31,7». Цинк, как известно, образует только одно соединение с хлором -— хлористый цинк ZnCI2, медь же — два: хлорную медь CuCl2 и хлори-стую медь Cu2Cl2. Явление происходит следовательно таким обра-зом, что слабый ток отрывает от электрода на два атома хлора два атома меди, которые остаются связанными между собой при помощи

191

одной из обеих их единиц связи, между тем как обе их свободные единицы связи соединяются с обоими атомами хлора:

                               Cu—Cl
                                 | 
                               Cu—Cl

Если же ток становится сильнее, то он отрывает совершенно aтомы меди друг от друга, и каждый из них соединяется с двумя атомами хлора.

                               Сl ---Сu --- Сl

При токах средней силы оба эти вида соединений образуется рядом друг с другом. Таким образом образование того или другого из этих соединений зависит лишь от силы тока, и весь процесс но-сит по существу электро-химический характер, если это слово имеет вообще какой-нибудь смысл; между тем Видеман называет его вполне определенно вторичным, то есть не электро-химическим, а чисто хими-ческим процессом.

Вышеприведенный опыт принадлежит Реньо (1867 г.) и отно-сится к целому ряду аналогичных опытов, в которых один и тот же ток проводился в U-образной трубке через раствор поваренной соли (положительный электрод — цинк), а в другой ванне через различ-ные электролиты с различными металлами в качестве положитель-ных электродов. Здесь растворенные на один эквивалент цинка коли-чества других металлов очень отклонялись, и Видеман приводит результаты всего ряда опытов, которые однако по большей части химически вполне понятны и не могут быть иными. Так например на 1 эквивалент цинка в соляной кислоте растворялось только 2/3 эквивалента золота. Это может казаться странным лишь в том случае, если, подобно Видеману, придерживаться старых эквивалентных весов и изображать хлористый цинк через ZnCI, где хлор, как и цинк, являются в хлористом соединении каждый только с одной единицей связи. В действительности же здесь на один атом цинка приходится два атома хлора ZnCl2, и, исходя из этой формулы, мы сейчас же замечаем, что в вышеприведенном определении эквива-лентов надо принимать за единицу атом хлора, а не атом цинка. Но формулу для хлористого золота надо писать АuСl4; в этом случае ясно, что 3ZnCl2 содержат ровно столько же хлора, сколько 2АuС1з. Поэтому при всех первичных, вторичных или третичных процессах в цепи или электролитической ванне на один превращенный в хло-ристом цинке эквивалент цинка приходится превратить в хлористом золоте ровно две трети весовых частей золота. Это имеет абсолютное значение, если только не предположить, что гальваническим путем можно получить и соединение AuCI2: в этом случае на 1 эквивалент цинка должны были бы быть растворены даже 2 эквивалента золота, и значит могли бы иметь место в зависимости от силы тока такие же колебания, какие были указаны выше на примере меди и хлора.

192

Значение опытов Реньо заключается в том, что они показывают, как закон Фарадея подтверждается и фактами, как будто бы проти-воречащими ему. Но неясно, какое значение они могут иметь для объяснения вторичных процессов при электролизе. Третий при-мер Видемана привел нас уже обратно от электролитической ванны к цени; и действительно, наибольший интерес представляет цепь, по-скольку в ней изучают электролитические процессы с точки зрения происходящих при этом превращений энергии. Так мы наталкиваемся нередко на цепи, в которых химико-электрические процессы как будто находятся в прямом противоречии с законом сохранения энер-гии и совершаются как будто вопреки законам химического сродства.

Согласно измерениям Поггендорфа цепь: цинк, концентрирован-ный раствор поваренной соли, платина, дает ток силой в 134,6^[19]. Мы имеем здесь довольно солидное количество электричества на l/з больше, чем в элементе Даниеля. Где же источник появляющейся здесь в виде электричества энергии? „Первичным“ процессом является здесь вытеснение цинком натрия из его соединения с хлором. Но в обычной химии не цинк вытесняет натрий из хлористых и других соединений, а наоборот, натрий вытесняет цинк. И таким образом „первичный“ процесс не только не в состоянии дать току вышеука-занного количества энергии, но наоборот, сам нуждается для своего осуществления в притоке энергии извне; с простым „первичным“ процессом мы опять-таки не двигаемся с места. Рассмотрим же, как происходит в действительности процесс. Мы находим, что происхо-дящее превращение выражается не через

                       Zn+2NaCl==ZnCl2+2Na, 

a через

                       Zn+2NaCl+2H2O==ZnCl2+2NaOH+H2.

Иными словами: натрий не выделяется свободно на отрицатель-ном электроде, а соединяется с гидроксилом, как выше в примере 1. Для вычисления происходящих при этом превращений энергии мы имеем некоторые опорные пункты в определениях Юлиуса Томсона. Согласно им мы имеем следующее количество освободившейся энер-гии при соединениях:

                                        (Zn, Cl2)=97 210,
                                   (ZnCl2, aqua)==15630,

а вместе для растворенного хлористого цинка ==112 840 единиц теплоты.

                     2(Na, О, Н, aqua)==223 620 един. теплоты,

а вместе с предыдущими ==336 460 един. теплоты. Отсюда надобно вычесть количество энергии, потраченное при разделениях:

                        2(Na, CI, аq) =193 020 един. теплоты,
                          2(Н2, О) =136 720 един. теплоты, 

а вместе—329 740 един. теплоты.

193

Таким образом получается излишек свободной энергии в 6720. Этого количества конечно мало для указанной выше силы тока, но его достаточно, чтобы объяснить, с одной стороны, отделение на-трия от хлора, а с другой — образование тока вообще. Здесь перед нами поразительный пример того, что различие между первичными и вторичными процессами относительно и что оно при-водит нас к абсурду, если мы станем его рассматривать как нечто абсолютное. Если брать первичный электролитический процесс сам по себе, один, то он не только не может породить тока, но он и сам не может совершаться. Только вторичный, якобы чисто химический процесс делает возможным первичный процесс, доставляя сверх того весь избыток энергии, необходимый для образования тока. Та-ким образом он оказывается в действительности первичным процес-сом, а „первичный“ оказывается вторичным. Когда Гегель диалекти-чески превращал твердые различия и неизменные противополож-ности, которые метафизики и метафизические естествоиспытатели вбили себе в голову, в их противоположности, то его обвиняли в том, что он извращает их слова. Если же природа поступает таким же образом, как старый Гегель, то пора присмотреться внимательнее к положению вещей. <Реньо исследовал ряд цепей не особенно удо-влетворительным методом, причем происходящие в них превраще-ния заслуживают нашей более точной проверки. В качестве положи-тельного электрода служил какой-нибудь металл: цинк, калиева амальгама и т. д. и иод, растворенный в йодистом калии; отрица-тельным электродом вместо угля был йодистый калий, пористый.> Мы с большим правом можем считать вторичными процессы, которые, хотя и происходят под влиянием химико-электрического процесса в цепи или электро-химического процесса в электролитической ванне, но независимо и отдельно от него, то есть которые происходят на не-котором расстоянии от электродов. Поэтому совершающиеся при подобных вторичных процессах превращения энергии не вступают в электрический процесс; они ни отнимают у последнего, ни доста-вляют ему прямым образом энергии. Подобные процессы происхо-дят часто в электролитической ванне; выше под № 1 мы имели пример этого в образовании серной кислоты при электролизе сернокислого натра. Но они представляют здесь меньше интереса. Зато гораздо более важно с практической стороны появление их в цепи, ибо, если они и не доставляют или не отнимают прямым образом энергии у химико-электрического процесса, то все же они изменяют сумму имеющейся в цепи энергии, воздействуя на нее благодаря этому косвенным образом. Сюда относятся, кроме позднейших химических превращений обычного рода явления, обнаруживающиеся тогда, когда ионы вы-деляются на электродах в состоянии ином, чем то, в котором они обнаруживаются обычно в свободном виде, и когда они переходят в это последнее состояние лишь после того, как покинули электроды. Ионы могут при этом обнаружить другую плотность или же принять другое агрегатное состояние. Но они могут также испытать значи-тельные изменения со стороны своего молекулярного строения, и это является наиболее интересным случаем. Во всех этих случаях вто-ричному, происходящему на известном расстоянии от электродов, химическому или физическому изменению ионов соответствует ана-

194

логичное изменение теплоты; по большей части теплота освобо-ждается, в отдельных случаях она поглощается. Это изменение те-плоты, само собой разумеется, ограничивается прежде всего тем ме-стом, где оно происходит: жидкость в цепи или в электролитической ванне согревается, либо охлаждается, температура же остальной ча-сти сомкнутой цепи не изменяется. Поэтому эта теплота называется местной теплотой. Таким образом освобожденная химическая энер- гия, служащая для превращения в электричество, уменьшается или увеличивается на эквивалент этой порожденной в цепи положитель-ной или отрицательной местной теплоты. В цепи с перекисью водо-рода и соляной кислотой поглощается, по Фавру, 2/3 всей освобожден-ной энергии в качестве местной теплоты; элемент же Грове значи-тельно охладился после замыкания, введя таким образом в цепь путем поглощения теплоты еще энергию извне. Мы видим таким образом, что и эти вторичные процессы действуют на первичные. С какой бы стороны мы ни подошли к рассматриваемому вопросу, различие между первичными и вторичными процессами остается чисто относительным, исчезая при взаимодействии их между собой. Если забывать это, если рассматривать подобные относительные противоположности как нечто абсолютное, то в конце концов впа-даешь, как мы выше видели, в безнадежные противоречия. При электролитическом выделении газов металлические электроды покрываются, как известно, тонким слоем газа; благодаря этому сила тока убывает, пока электроды не насыщаются газом, вслед за чем ослабленный ток становится снова постоянным. Фавр и Зибер-ман доказали, что в подобной электролитической ванне тоже возни-кает местная теплота, которая может происходить лишь от того, что газы не освобождаются на электродах в том состоянии, в котором они обычно существуют, но что после своего отделения от электродов' они переходят в это свое обычное состояние лишь благодаря даль-нейшему процессу, связанному с выделением теплоты. Но в каком состоянии выделяются газы на электродах? Трудно выразиться по этому поводу с большей осторожностью, чем это делает Видеман. Он называет это состояние «известным», «аллотропным», «активным», в случае кислорода иногда даже «озонированным». В случае же водорода он выражается еще более таинственным образом. Местами проглядывает воззрение, что озон и перекись водорода суть формы, в которых осуществляется это «активное» состояние. При этом озон настолько преследует нашего автора, что он объясняет даже крайние электроотрицательные свойства некоторых перекисей тем, что они может быть „содержат часть кислорода в озонированном состоя-нии“! (т. I, стр. 57)^[20]. Конечно при разложении воды образуется как озон, так и перекись водорода, но лишь в незначительных количе-ствах. Нет никаких оснований допускать, что местная теплота обра-зуется в рассматриваемом случае сперва через возникновение, а затем через разложение более или менее значительных количеств обоих вышеуказанных соединений. Мы не знаем теплоты образования озона Оз из свободных атомов кислорода. Теплота образования пере-киси водорода из Н2О (жидкость) +О по Бертло = 21 480; следо-вательно образование этого соединения в более или менее значи-

195

тельных количествах предполагало бы большой приток энергии (примерно тридцать процентов энергии, необходимой для отделения H2 и О), который бросался бы в глаза и который можно было бы обна-ружить. Наконец озон и перекись водорода объясняют явления, от-носящиеся к кислороду (если мы отвлечемся от обращений тока, при которых оба газа встретились бы на одном и том же электроде), не объясняя случая с водородом; между тем и последний выделяется в „активном“ состоянии, притом так, что в сочетании: раствор азотно-кислой соли калия между платиновыми электродами, он соединяется с выделяющимся из кислоты азотом прямо в аммиак.

В действительности все эти трудности и сомнения не существуют. Электролитический процесс не обладает вовсе монополией выделять тела в „активном состоянии“. При каждом химическом разложении происходит одно и то же. Оно выделяет освободившейся химический элемент сперва в форме свободных атомов О, Н, N и т. д., которые лишь затем, после своего освобождения, могут соединяться в моле-кулы O2, Н2, N2 и т. д., выделяя при этом соединении определенное, до сих пор еще однако неустановленное количество энергии, появ-ляющейся в качестве теплоты. Но в тот ничтожный промежуток времени, когда атомы свободны, они являются носителями всей той энергии, которую они вообще могут содержать; обладая макси-мумом доступной им энергии, они способны входить в любое из пред-ставляющихся им соединений. Следовательно они находятся в „ак-тивном состоянии“ по сравнению с молекулами O2, H2, N2, которые уже отдали часть этой энергии и не могут вступить в соединения с другими элементами, если не получат обратно извне этого отдан-ного ими количества энергии. Поэтому нам нет нужды искать спасе-ния сперва в озоне и в перекиси водорода, которые сами являются лишь продуктом этого активного состояния. Мы можем, например допустить, что упомянутое выше образование аммиака при электро-лизе из азотнокислой соли калия совершается просто химическим путем и без цепи: достаточно для этого прибавить азотную кислоту или раствор азотнокислой соли к какой-нибудь жидкости, в которой водород освобождается благодаря химическим процессам. Активное состояние водорода тожественно в обоих случаях. Но в электроли-тическом процессе интересно то, что здесь можно, так сказать, ося-зать руками исчезающее существование свободных атомов. Процесс представляет здесь следующие две фазы: благодаря электролизу атомы освобождаются на электродах, но соединение их в молекулы происходит на некотором расстоянии от электродов. Как ни ничтож-но это расстояние, с точки зрения наших обычных мер, его достаточно, чтобы воспрепятствовать по крайней мере израсходованию освобож-денной при образовании молекул энергии на электрический процесс, а значит достаточно и для того, чтобы вызвать превращение ее в теплоту, в местную теплоту в цепи. Но этим доказывается, что элемен-ты выделились в виде свободных атомов и существовали некоторое время в качестве свободных атомов в цепи. Факт этот, который мы можем установить в чистой химии только путем теоретической дедук-ции, доказывается нам здесь экспериментальным образом, поскольку можно говорить об экспериментальном доказательстве без чувствен-ного восприятия самих атомов и молекул. И в этом заключается огромное научное значение так называемой местной теплоты в цепи.

196

Превращение химической энергии в электричество в цепи есть процесс, о ходе которого мы почти ничего не знаем и сможем узнать что-нибудь лишь тогда, когда лучше познакомимся с modus operandi^[21] самого электрического движения. Цепи приписывается некоторая „электрическая разъединитель-ная сила“, определенная для каждой определенной цепи <и про-порциональная ее «электродвижущей силе»>. Как мы видели в са-мом начале, Видеман допускает, что эта электрическая разъедини-тельная сила не является определенной формой энергии. Наоборот, она сперва не что иное, как способность, как свойство цепи превра-щать в единицу времени определенное количество освободившейся химической энергии в электричество. Сама эта химическая энергия никогда не принимает во всем процессе форму „электрической разъ-единительной силы“, а только форму так называемой „электродви-жущей силы“, то есть электрического движения. Если в обыденной жизни говорят о силе какой-нибудь паровой машины в том смысле, что она способна превратить в единицу времени определенное коли-чество теплоты в видимое движение, то это вовсе не основание для того чтобы переносить эту путаницу понятий и в науку. С таким же успехом можно было бы говорить о различной силе пистолета, кара-бина, гладкоствольного ружья и винтовки, потому что они при оди-наковом заряде пороха и одинаковом весе пули стреляют на раз-личное-расстояние. Всем здесь бросается в глаза нелепость подобного способа выражения. Всякий знает, что пуля приходит в движение от зажигания пороха и что различная дальнобойность ружья обу-словливается большим или меньшим расходом энергии, в зависи-мости от длины ствола, от затвора ружья и его формы. Но то же самое относится к паровой машине и к электрической разъединительной силе. Две паровые машины при прочих равных обстоятельствах, то есть при предположении, что в обеих в одинаковые промежутки времени освобождаются одинаковые количества энергии, или две гальванические цепи, рассматриваемые при таких же условиях, отличаются в отношении производимой ими работы друг от друга лишь большим или меньшим количеством расходуемой в них энер-гии. И если артиллерийская техника обходилась до сих пор во всех армиях без допущения особой огнестрельной силы орудия, то непростительно для науки об электричестве допускать какую-то аналогичную этой огнестрельной силе «электрическую разъедини-тельную силу», силу, в которой нет абсолютно никакой энергии, и которая следовательно не может произвести сама по себе работы даже в миллионную долю миллиграмм-миллиметра. То же самое относится и ко второй форме этой «разъединитель-ной силы», к упоминаемой Гельмгольцем «электрической контактной силе металлов». Она есть не что иное, как способность металлов превращать при своем контакте имеющуюся налицо энергию дру- гого рода в электричество. Значит она опять-таки сила, несодержа-щая в себе и искорки энергии. Допустим с Видеманом, что источник энергии контактного электричества заключается в живой силе энер-гии прилипания, в таком случае эта энергия существует сперва в виде этого молярного движения и превращается при исчезнове-

197

нии его немедленно в электрическое движение, не принимая ни на секунду формы „электрической контактной силы“. А нас сверх того уверяют еще в том, что этой „электрической разъединительной силе“, — которая не только не содержит в себе никакой энергии, но по самому существу своему и не может содер-жать ее, —пропорциональна электродвижущая сила, то есть появляю-щаяся снова в виде движения электричества химическая энергия! <Но это чистейшая бессмыслица.> Эта пропорциональность между неэнергией и энергией относится очевидно к области той самой ма-тематики, в которой фигурирует „отношение единицы электричества к миллиграмму“. Но за нелепой формой, в основе которой лежит по-нимание простого свойства как какой-то таинственный силы, скры-вается весьма простая тавтология: способность определенной цепи превращать освобождающуюся химическую энергию в электриче-ство измеряется—чем? Отношением появляющейся снова в цепи, в виде электричества, энергии к употребленной в цепи химической энергии. Это все. Чтобы получить электрическую разъединительную силу, нужно отнестись серьезно к фикции двух электрических жид-костей. Чтобы извлечь эти жидкости из их нейтральности и придать им их полярность, чтобы оторвать их друг от друга, для этого необ-ходима известная затрата энергии — электрическая разъединитель-ная сила. Раз оба эти электричества отделены друг от друга, то, при своем обратном соединении, они могут выделить обратно то же самое количество энергии — электродвижущую силу. Но так как в наше время ни один человек, не исключая и Видемана, не счи-тает чем-то реальным оба этих вида электричества, то останав-ливаться подробнее на этих взглядах значило бы писать для по-койников. Основная ошибка контактной теории заключается в том, что она не может освободиться от представления, будто контактная сила или электрическая разъединительная сила является источником энер-гии. Избавиться от этого было трудно, после того как превратили простое свойство известного аппарата помогать превращению энер-гии в некую силу: ведь сила является определенной формой энергии. Так как Видеман не может освободиться от этого путаного предста-вления о силе, хотя наряду с ним у него фигурирует современное представление о неразрушимой и несотворимой энергии, то он неиз-бежно приходит к указанному выше бессмысленному объяснению тока № 1 и ко всем рассмотренным затем противоречиям. Если выражение «электрическая разъединительная сила» по-просту бессмысленно, то выражение «электродвижущая сила» по меньшей мере излишне. Мы имели термомоторы до того, как получили электромоторы, и однако теория теплоты отлично обходится без особой теплодвижущей силы. Подобно тому как простое выражение «теплота» заключает в себе все явления движения, относящиеся к этой форме энергии, так можно ограничиться и выражением «электричество» в соответствующей области. И к тому же весьма многие формы проявления электричества не носят вовсе непосредственно «двигательного» характера. Таковы намагничивание железа, химическое разложение и превращение в теплоту. Наконец, во всякой области естествознания, даже в механике, делают шаг вперед, когда где-нибудь избавляются от слова сила.

198

Мы видели, что Видеман принял с известной неохотой химическое объяснение процессов в цепи. Эта неохота нигде не покидает его. Повсюду, где он может упрекнуть в чем-нибудь так называемую химическую теорию, он это делает. Так, например: «совершенно не доказано, что электродвижущая сила пропорциональна интенсив-ности химического действия» (т. I, стр. 791)[178]. Конечно не <яв-ляется, как полагает Видеман, «веским основанием» против химической теории, но лишь доказательством> эта пропорциональность наблюдается не во всех случаях. Но там, где она не имеет места, это доказывает лишь, что цепь плохо конструирована, что в ней проис-ходит растрата энергии. <В приведенных Видеманом для доказа-тельства примерах фехнеровский «experimentum crucis» уже потому не имеет научной ценности, что в нем в качестве электролита фигу-рирует вода. Второй пример почти комичен. Фехнер в той же цепи употреблял большой и маленький элементы и с трудом получил ток, что, как не без наивности прибавляет Видеман [179], «впрочем непосредственно вытекает из закона Ома».> И потому этот же самый Видеман вполне прав, когда он в своих теоретических выводах со-вершенно не считается с подобными побочными обстоятельствами, искажающими чистоту процесса, а без всяких околичностей утвер-ждает, что электродвижущая сила какого-нибудь элемента равна механическому эквиваленту химического действия, совершающегося в нем в единицу времени, если принять интенсивность тока за единицу» В другом месте мы читаем: «Что, далее, в цепи из кислоты и ще-лочи соединение кислоты со щелочью не является причиной обра-зования тока, это следует из опытов § 61 (Беккереля и Фехнера), § 260 (Дюбуа-Реймона) и § 261 (Ворм-Мюллера), согласно которым в известных случаях, когда кислота и щелочь даны в эквивалент-ных количествах, не происходит никакого тока, а также из приве-денного в § 62 опыта (Генрици), что в случае включения раствора се-литры между калийным щелоком и азотной кислотой электродвижу-щая сила появляется таким же образом, как и без этого включения» (т. I, стр. 791)^[22]. Вопрос о том, является ли соединение кислоты со щелочью при-чиной образования тока, занимает очень серьезно нашего автора. В этой форме на него очень не трудно ответить. Соединение кислоты со щелочью является прежде всего, причиной образования соли, причем освобождается энергия. Примет ли эта энергия целиком или отчасти форму электричества, зависит от обстоятельств, при которых она освобождается. В цепи, состоящей например из азотной кислоты и раствора калия между платиновыми электродами, это будет иметь отчасти место, причем для образования тока безразлично, включат ли или нет селитряный раствор между кислотой и щелочью, так как это может лишь замедлить, но не помешать окончательно образо-ванию соли. По если взять цепь, вроде ворм-мюллеровской, на кото-рую постоянно ссылается Видеман, где кислота и щелочный раствор находятся посредине, а на обоих концах — раствор их соли, и при-том в той самой концентрации, как и образующийся в цепи раствор, то само собою разумеется, что не может образоваться тока, ибо из-за

199

конечных членов нe могут возникнуть ионы, так как повсюду обра-зуются тожественные тела. В этом случае мы мешаем превращению освобождающейся энергии в электричество столь же непосредствен-ным образом, как если бы вовсе не замкнули цепи; нечего поэтому удивляться тому, что мы здесь не получаем тока. Но что вообще кис-лота и щелочь могут дать ток, доказывает следующая цепь: уголь, серная кислота (1 на 10 воды), калий (1 на 10 воды), уголь — цепь, обладающая, по Раулю, силой тока в 73^[23]; а что они при целесообраз-ном устройстве цепи могут дать силу тока, соответствующую огром-ному количеству освобождающейся при их соединении энергии, сле-дует из того, что сильнейшие из известных нам цепей состоят почти исключительно из щелочных солей, как элемент Уитстона: платина, хлористая платина, калиева амальгама, с силой тока в 230; пере-кись свинца, разведенная серная кислота, калиева амальгама== 326; перекись марганца вместо перекиси свинца==280; причем каждый раз, когда вместо калиевой амальгамы употреблялась цин-ковая амальгама, сила тока падала почта в точности на 100. Точно так же Беетс получил в цепи: твердая перекись марганца (MnO2), раствор марганцовокислого калия, калийный щелок, калий — силу тока 302; далее: платина, разведенная серная кислота, калий — 293,8; Джоуль: платина, соляная кислота, калийный щелок, ка-лиева амальгама ==302. «Причиной» этих исключительно сильных токов является соединение кислоты и щелочи или щелочного ме-талла и освобождающееся при этом огромное количество энергии.

Несколькими страницами далее мы снова читаем у него; «Сле-дует однако помнить, что за меру электродвижущей силы замкну-той цепи надо принимать не прямо эквивалент работы всего хими-ческого действия, обнаруживающегося в месте контакта разнород-ных тел. Если например в цепи из кислоты и щелочи (iterum Cris-pinus!) Беккереля соединяются оба этих вещества; если в цепи: пла-тина, расплавленная селитра, уголь — уголь сгорает; если в обык-новенном элементе: медь, нечистый цинк, разведенная серная кис-лота —цинк быстро растворяется, причем образуются местные токи, то значительная часть произведенной при химических процессах ра-боты (следовало бы сказать: освобожденной энергии) превращается в теплоту и таким образом теряется для всего тока» (т. I, стр. 798). Все эти процессы сводятся к потере энергии в цепи; они нисколько не затрагивают того факта, что электрическое движение образуется из превращенной химической энергии, касаясь только вопроса о коли-честве превращенной энергии. <Поэтому все бесконечные опреде-ления «электродвижущей силы» самых различных элементов в зна-чительной степени бесполезны. >

Электрики потратили бездну времени и сил на то, чтобы изготовить разнообразнейшие цепи и измерить их «электродвижущую силу». В накопленном благодаря этому экспериментальном материале имеется очень много ценного, но безусловно еще больше бесполезного. Какое например научное значение имеют опыты, в которых в качестве электролита берется «вода», являющаяся, как доказал Ф. Кольрауш, самым дурным проводником и следовательно самым дурным электролитом, — опыты, в которых следовательно

200

процесс образуется не водой, а неизвестными нам примесями к ней?^[24] А между тем например почти половина всех опытов Фехнера осно-вывается на подобном применении воды, и в том числе даже его experimentum crucis, при помощи которого он хотел воздвигнуть не-сокрушимую контактную теорию на развалинах химической теории. Как видно уже отсюда, почти во всех опытах, за исключением не-многих, чуть ли не совершенно игнорировались химические про-цессы в цепи, являющиеся подлинным источником так называемой электродвижущей силы. Но существует целый ряд цепей, из химиче-ского состава которых нельзя сделать никакого надежного вывода о происходящих в них после замыкания тока химических превра-щениях. Наоборот, нельзя, как замечает Видеман (т. I, стр. 797^[25]), «отрицать того, что мы еще далеко не во всех случаях знаем хими-ческие притяжения в цепи». <Еще гораздо многочисленнее те слу-чаи, в которых одного только указания состава цепи недостаточно для формулирования происходящих в ней химических процессов. > Поэтому все подобные эксперименты не имеют цены с химической точ-ки зрения, приобретающей все более и более важное значение, пока они не будут проверены и не будет обращено внимание на эту сторону дела.

В этих опытах лишь в виде исключения принимаются во вни-мание происходящие в цепи превращения энергии. Многие из них произведены были до того, как был признан закон эквивалентности движения, и, непроверенные, они по инерции переходят из одного учебника в другой. Если и верно утверждение, что электричество не обладает инерцией (утверждение, имеющее приблизительно такой же смысл, как фраза: скорость не имеет удельного веса), то этого нельзя сказать относительно учения об электричестве.

Мы до сих пор рассматривали гальванический элемент как особое приспособление, в котором благодаря установленному контакту освобождается — неизвестным нам пока образом — химическая энер-гия, превращающаяся в электричество. Точно так же мы рассматри-вали электролитическую ванну как известный аппарат, в котором происходит обратный процесс, в котором электрическое движение превращается в химическую энергию и потребляется как эта энергия. Мы должны были при этом выдвинуть на первый план столь пренебрегавшуюся электриками сторону процесса, ибо только таким путем можно было избавиться от мусора, оставшегося от старой контакт-ной энергии и от учения о двух электрических жидкостях. После этого остается выяснять <действительно ли превращение энергии в цепи происходит таким таинственным способом, как это предпола-галось до сих пор?>, происходит ли химический процесс в цепи так, как он происходит вне ее, или же при этом наблюдаются особые, зависящие от электрического возбуждения явления. В любой науке неправильные представления (если отвлечься от погрешностей наблюдения являются в конце концов непра-вильными представлениями о правильных фактах. Факты остаются,

201

если даже призванные для истолкования их взгляды оказываются ошибочными. Если мы и отбросили старую, контактную теорию, то все же остаются установленные факты, для объяснения которых она была создана. Рассмотрим же эти факты, а вместе с ними и соб-ственно электрическую сторону процесса в цепи. Нет спора по поводу того, что при контакте разнородных тел происходит, вместе с химическими изменениями или без них, возбу-ждение электричества, которое можно показать при помощи элек-троскопа или гальванометра. В отдельных случаях, как мы уже видели вначале, трудно установить источник энергии этих, са-мих по себе крайне ничтожных явлений движения, достаточно сказать, что всеми признается существование подобного внешнего источника. Кольрауш опубликовал в 1850—1853 гг. ряд опытов, где он рас-сматривал попарно отдельные составные части цепи, определяя в каждом случае статически-электрические напряжения; электро-движущая сила элемента должна составиться из алгебраической сум-мы этих напряжений. Так, например, принимая напряжение Zn/Cu=100, он вычисляет относительные силы элементов Даниеля и Грове следующим образом. Для элемента Даниеля:

                        Zn/Cu+amalg. Zn/H2SO4+Cu/SО4Cu = 100 +149—21=228.

Для элемента Грове:

                        Zn/Pt+amalg. Zn/H2SO4+Pt/HNO = 107+149+149=405,

что приблизительно согласуется с прямым измерением силы тока обоих этих элементов. Но эти результаты не вполне надежны. Во-первых, сам Видеман обращает внимание на то, что Кольрауш при-водит только конечный результат, «не давая, к сожалению, никаких числовых данных относительно результатов отдельных опытов». А, во-вторых, сам Видеман неоднократно указывает на то, что все попытки определить количественным образом электрические возбу-ждения, имеющие место при контакте металлов, а еще более при кон-такте металлов и жидкостей, очень ненадежны из-за многочислен-ных, неизбежных источников погрешностей. Хотя несмотря на это, он не раз оперирует цифрами Кольрауша, мы поступим лучше, если не последуем за ним в этом, тем более что имеется другой способ определения, против которого нельзя выдвинуть этих возражений. Если погрузить обе пластинки какой-нибудь цепи в жидкость и соединить их концы с гальванометром, замкнув ток, то, согласно Видеману, «первоначальное отклонение магнитной стрелки гальвано-метра до того, как химические изменения изменили силу электриче-ского возбуждения, является мерой суммы электродвижущих сил в сомкнутой цепи». Таким образом цепи различной силы дают раз-личные первоначальные отклонения, и величина этих первоначаль-ных отклонений пропорциональна силе тока соответствующих цепей. Может показаться, что мы имеем здесь перед собою в осязатель-ном виде «электрическую разъединительную силу», «контактную си-лу», вызывающую независимо от всякого химического действия из-вестное движение. Так собственно думает вся контактная теория. И действительно, здесь перед нами такое отношение между электри-ческим возбуждением и химическим действием, которого мы до сих пор еще не разобрали. Прежде чем перейти к этому, мы рассмотрим

202

несколько внимательнее так называемый электродвижущий закон; мы убедимся при этом, что и здесь традиционные контактные пред-ставления не только не дают никакого объяснения, но закрывают до-рогу для всякого объяснения. Если взять какой-нибудь элемент из двух металлов и одной жидкости — например цинк, разведенную соляную кислоту, медь —и внести в него третий металл, например платиновую пластинку, не соединяя ее однако проводником с внеш- ней частью цепи, то начальное отклонение гальванометра точно то же, как и без платиновой пластинки. Таким образом последняя не действует на возбуждение электричества. Но на языке электродви- жущей теории факт этот выражается не таким простым образом. Мы читаем следующее: «На место электродвижущей силы цинка и меди в жидкости поя-вилась теперь сумма электродвижущих сил цинка и платины и пла-тины и меди. Так как от включения платиновой пластинки путь электричеств не изменился заметным образом, то из равенства пока-заний гальванометра в обоих случаях мы можем умозаключить, что электродвижущая сила цинка и меди в жидкости равна электродви-жущей силе цинка и платины плюс сила платины и меди в ней. Это соответствовало бы установленной Вольтой теории возбуждения электричества между металлами. Результат этот, справедливый в при-менении к любым жидкостям и металлам, выражают следующим образом: металлы при своем электродвижущем возбуждении жидко- стями следуют закону вольтова ряда. Этот закон называют также электродвижущим законом» (Видеман, I, стр. 62).

Рассматриваемый факт можно описать просто, сказав, что платина вообще не действует в этой комбинации возбуждающим электричество образом. Если же утверждают, что она действует возбужда-ющим электричество образом, но с равной силой в двух противопо-ложных направлениях, так что действие остается равным нулю, то этим превращают факт в гипотезу только для того, чтобы воздать почести «электродвижущей силе». В обоих случаях платина играет роль подставного лица, фикции. <Тем не менее с этим описанием можно еще мириться, пока речь идет о первом показании гальванометра до возникновения длитель- ного тока. Совсем иначе обстоит дело, когда ток уже образовался и химические процессы в цепи уже начали действовать. Тогда уже вообще не может быть речи о возбуждении новой электрической деятельности третьего металла. Превращение химической энергии в электричество происходит на электродах, а третий металл, не свя- . занный никаким проводом с внешней цепью, не является электродом. Если даже oн действует по допускаемому обыкновенной теорией спо-собу самоуничтожения, то бывают случаи, когда такого уничтожения нe происходит. Так в вышеуказанной комбинации могут образо-ваться три различные цепи, которые были исследованы Поггендорфом в связи с доставленным количеством электричества. Он нашел в раз-бавленной соляной кислоте (уд. вес= 1,113 с девятикратным весом воды): цинк (амальгама) =78,8; медь-пллатина = 74,3; цинк (амальгама)-платина = 153,7, что, следовательно, равно сумме раз-витого oбоими первыми цепями электричества (предположив, что элемент Даниэля = 100). Если же в цепь цинк-платина поместить между электродами несвязанную медную пластинку, то нельзя по-

203

нять, почему должно было бы уничтожиться ее действие, если оно имеется и наличности. Возбуждение электричества шло бы от цинка к меди, от меди к платине, следовательно не в противоположном, а в том же самом направлении. Таким образом в этой цепи должны были бы возникнуть три тока; первый вокруг меди, непосредственно от цинка к платине с образованием ZnCI2; второй от цинка к меди с об разованием таких же самых ионов; третий от меди к платине с обра-зованием соединения хлористой меди и газообразного водорода. Та- кое образование трех токов должно было бы получиться во всякой цепи из жидкости и двух металлов, если бы в нее был погружен в несвязанном виде третий металл, который находится в вольтовом ряду металлов в жидкостях между обоими служащими электродами металлами. Ибо нельзя понять, как при вышеприведенных теорети-ческих предпосылках он может остаться недеятельным, не нарушив закона вольтова ряда, а также электродвижущего закона. Но вместе с тем трудно понять, как может произойти такое дей-ствие погруженного несвязанного металла. Многочисленные опыты Поггендорфа с тремя погруженными металлами, из которых всегда два были связаны в замкнутой цепи, третий же оставался несвязан-ным, должны были также доказать именно неактивность этого треть-его металла. Нельзя поэтому предположить, чтобы он не обратил вни-мания на заметное образование на нем газа; ведь это опрокинуло бы всю общепринятую теорию.> <По Видеману, первоначальное показание гальванометра, «пре-жде чем химические изменения изменят силу электрического возбу-ждения, служит измерением суммы электродвижущих сил в замкну-той цепи». Это опять-таки неправильная контактная традиция. Галь-ванометр, по предположению Видемана, может только регистриро-вать те электрические напряжения, которые замечаются на обоих электродах до замыкания цепи <(посредством химических измене-ний в жидкости)>. Ибо во время этого первого показания не суще-ствует еще никакой замкнутой цепи. Кислота, поскольку она еще не разложилась, не является проводником, она может проводить эле-ктричество лишь посредством ионов. Если таким образом платина не оказывает ни малейшего влияния на первое показание, то это просто происходит оттого, что во время этого первого показания она еще изолирована.> Во время первого отклонения стрелки еще не существуют сомкну-той цепи. Так как кислота не разложилась, то она не является про-водником; она может проводить электричество лишь посредством ионов. Если третий металл не действует на первоначальное откло-нение, то это происходит просто оттого, что он еще изолирован. Но как ведет себя этот третий металл после установления дли-тельного тока и во время его деятельности? В вольтовом ряде металлов в большинстве жидкостей цинк распо-лагается после щелочных металлов на положительном конце, плати-на — на отрицательном, а медь—между ними. Поэтому, если поместить платину, как это сделано выше, между медью и цинком, то она отри-цательна относительно обоих их; ток в жидкости — если бы платина вообще действовала — должен был бы течь от цинка и меди к плати-не, то есть от обоих электродов к несвязанной платине, что является contradictio In adjecto. Основное условие действия нескольких ме-

204

таллов в цепи заключается именно в том, что они связаны вовне между собою в сомкнутую цепь. Несвязаннй сверхсметный металл в цепи является непроводником; он не может ни образовать ионов, ни iпропускать их, а без ионов мы не знаем проводимости электролитов. Таким образом этот металл является не только подставным лицом, но оказывается даже препятствием, ибо заставляет ионы обходить его.

То же самое получится, если мы соединим цинк с платиной, а медь поместим несвязанной посредине. Здесь медь—если бы она вообще действовала—должна была бы вызвать ток от цинка к меди и другой ток от меди к платине; следовательно она должна была бы действовать в виде какого-то вторичного электрода и выделять на обращенной к цинку стороне водородный газ, что опять-таки не-возможно.

Если мы отбросим традиционный способ выражения электро-движущей теории, то факты принимают очень простой вид. Гальва-ническая цепь, как мы видели, есть приспособление, в котором осво-бождаются химическая энергия, превращающаяся в электричество. Она состоит, как правило, из одной или нескольких жидкостей и двух металлов, играющих роль электродов, которые должны быть соединены между собой вне жидкости проводящим образом. В этом и состоит весь аппарат. Если же мы погрузим несвязанным образом еще что-нибудь другое в возбуждающую жидкость—будет ли это металл, стекло, смола или что-нибудь иное,—то оно не сможет при-нять участия в происходящем в цепи химико-электрическом процессе, то есть в образовании тока, пока оно не изменит химическим образом жидкости; в лучшем случае оно сможет только производить пертур-бации в процессе. Чем бы ни была электрическая способность возбу-ждения третьего погруженного металла по отношению к жидкости и к одному или обоим электродам цепи, она не может действовать до тех пор пока этот металл не соединен вне жидкости с сомкнутой цепью. Согласно этому не только ложно сделанное Видеманом выведе-ние так называемого электродвижущего закона, но ложен и смысл, который Видеман придает этому закону. Не может быть и речи о компенсирующейся электродвижущей деятельности несвязанного ме-талла, так как эта деятельность заранее лишена того единственного условия, при котором она может проявиться; и точно так же так называемый электродвижущий закон не может быть выведен из фак-тов, находящихся вне сферы его компетенции. Старый Поггендорф опубликовал в 1845 г. ряд опытов, при по- средстве которых он измерял электродвижущую силу самых раз- личных цепей, то есть при которых он определял количество электри- чества, доставляемого каждой цепью в единицу времени. Среди этих опытов особенно ценны первые 27, в каждом из которых три опре- деленных металла соединялись по очереди в одной и той же жидко- сти в три различные цепи, которые исследовались и сравнивались между собой с точки зрения доставлявшегося ими количества электри- чества. В качестве правоверного приверженца контактной теории Поггендорф вставлял каждый раз невключенным и третий металл и имел таким образом удовольствие убедиться, что во всех 81 цепи этот «третий в союзе» оставался подставным лицом. Но значение

205

этих опытов заключается вовсе не в этом, а в подтверждении и в установлении правильного смысла так называемого электродвижу- щего закона.

Рассмотрим вышеприведенный ряд цепей, где соединяются ме-жду собой попарно в разведенной соляной кислоте цинк, медь и пла-тина. Здесь, по Поггендорфу, полученные количества электричества, если принять за 100 силу элемента Даниеля, равнялись следующим величинам:

                                    Цинк-медь              78,8
                                    Медь-платина        74.3
                                    Сумма                   153,1
                                    Цинк-платина      153,7

Таким образом цинк в прямом соединении с платиной дает почти в точности то же количество электричества, что цинк-медь плюс медь-платина. Это наблюдалось и во всех других цепях, какие бы при этом ни брались жидкости и металлы. Если из какого-нибудь ряда металлов образовывали в одной и той же возбуждающей жид-кости цепи такого рода, что в зависимости от применимого к этой жидкости вольтова ряда второй, третий, четвертый и т. д. металлы являлись отрицательными электродами для предыдущего и положи-тельными электродами для следующего металла, то сумма получен-ных при помощи всех этих цепей количеств электричества равнялась количеству электричества, доставлявшегося прямой цепью из обоих конечных членов всего ряда металлов. Так например количество электричества, доставлявшееся в разведенной соляной кислоте це-пями: цинк-олово, олово-железо, железо-медь, медь-серебро, серебро-платина, равнялось бы количеству электричества, доставлен-ному цепью цинк-платина; столб, составленный из всех элементов вышеприведенного ряда, нейтрализировал бы при прочих равных условиях элемент цинк-платина, ток которого двигался бы в про-тивоположном направлении.

Рассматриваемый в этом виде так называемый электродвижущий закон приобретает реальное и крупное значение. Он обнаруживает новую сторону связи между электрическим и химическим действием. До сих пор при преимущественном интересе к изучению источники энергии гальванического тока этот источник, химическое -превр-i щение <именно, по существу соединение>, представлялся на первый взгляд активной стороной, а порождавшееся электричество пассивной стороной процесса. Теперь отношение изменяется. Элек-трическое возбуждение, обусловленное свойствами разнородных тел цепи, приведенных между собой в соприкосновение, не может ни прибавить, ни отнять энергии у химического действия (за исключением случая превращения освобождающейся энергии в электричество); но в зависимости от устройства цепи оно может либо ускорить, либо замедлить это действие. Если цепь: цинк—разведенная соляная кислота—медь дает для тока в единицу времени только половину того количества электричества, которое дает цепь: цинк — разведенная соляная кислота—платина, то, выражаясь химически, это означает, что первая цепь дает в единицу времени лишь половину количества хлористого цинка и водорода, доставляемого второй цепью. Таким образом химическое действие удвоилось, хотя чисто химические условия остались неизменными. Электрическое возбуждение стало регу-

206

лятором химического действия; теперь оно оказывается активной стороной всего процесса, а химическое действие — стороной пассивной.

С этой точки зрения становится понятным, если целый ряд про-цессов, признававшихся раньше чисто химическими, рассматрива- ются теперь как электрохимические. Разведенная кислота действует лишь очень слабо — если она вообще действует — на химически чи- стый цинк, но зато обыкновенный, продажный цинк быстро раство-ряется в ней с образованием соли и выделением водорода; он содер-жит в себе примеси других металлов и угля, неравномерно распреде-ленные на разных местах его поверхности. Между ними и самим цинком образуются в кислоте местные токи, причем части цинка образуют положительные электроды, а другие металлы — отрица-тельные электроды, на которых выделяются пузырьки водорода. Точно так же теперь признается электрохимическим то явление, что железо, погруженное в раствор медного купороса, покрывается слоем меди, ибо это вызывается токами, происходящими между раз-нородными местами поверхности железа.

В соответствии с этим мы находим, что и вольтовы ряды металлов в жидкостях соответствуют в общем тем рядам, в которых происходит вытеснение металлами друг друга из их соединений с галлоидами и кислотными радикалами. На крайнем левом конце вольтовых рядов мы обыкновенно находим металлы золотой группы: золото, платину, палладий, родий, которые с трудом окисляются, на которые с трудом или почти совсем не действуют кислоты и которые легко вытесняются из своих солей другими металлами. На крайнем пра-вом конце находятся щелочные металлы, обнаруживающие диаме-трально противоположные свойства: их можно выделить из их окисей лишь с большим трудом, при затрате огромнейшего количества энергии; они встречаются в природе почти исключительно в форме солей и обладают между металлами максимальным сродством с галоидами и радикалами кислот. Между обоими расположены осталь-ные металлы в изменяющейся последовательности, но так, что в це-лом их электрические и химические проявления соответствуют друг другу. Последовательность отдельных из этих металлов меняется в зависимости от жидкостей и вряд ли окончательно установлена хотя бы для какой-нибудь одной жидкости. Позволительно даже сомневаться, существует ли вообще подобный абсолютный вольтов ряд металлов для какой-нибудь отдельной жидкости. Если ввять подходящие цепи и электролитические ванны, то два куска одного и того же металла могут быть как положительным, так и отрицатель-ным электродами, то есть один и тот же металл может быть по отношению к самому себе как положительным, так и отрицательным. В термо-элементах, превращающих теплоту в электричество, ток в обоих местах спайки при значительных различиях температуры <а сле-довательно изменяется также обусловливающая их квалификация одного металла положительным, а другого отрицательньш> изме-няет свое направление: положительный прежде металл становится отрицательным, и наоборот. Точно так же не существует абсолютного ряда, согласно которому металлы вытесняют друг друга из своих химических соединении с каким-нибудь определенным галлоидом или кислотным радикалом; во многих случаях мы можем почти по про-

207

изволу изменять расположение ряда, причем для обычной тем-пературы, путем доставления энергии в виде теплоты. Таким образом мы находим здесь своеобразное взаимодействие между химизмом и электричеством <характерное сродство обеих форм движения>. Химическое действие в цепи, доставляющее электричеству всю энергию, необходимую для образоиания тока в свою очередь обнаруживается во многих случаях, а количественно регу-лируется во всех случаях лишь благодаря вызванным в цени электри-ческим напряжениям. Если прежде процессы в цепи казались нам химикоэлектрическими, то теперь мы видим, что они в этой же мере и электрохимические. С точки зрения образования длительного тока химическое действие казалось первичным моментом, с точки же зрения возбуждения тока оно кажется вторичным, побочным факто-ром. Взаимодействие исключает всякие абсолютно первичные и аб-солютно вторичные моменты; оно представляет двусторонний про-цесс, природу которого можно рассматривать с двух различных точек зрения и даже, чтобы понять его в его целокупности и уразуметь общий результат, надо его рассматривать по очереди с обеих точек зрения. Если же мы начинаем противопоставлять односторонним об-разом одну точку зрения, как нечто абсолютное, другой или если мы перескакиваем произвольно, в зависимости от потребностей данного момента, с одной точки зрения на другую, то мы оказываемся в плену односторонности метафизического мышления; от нас усколь-зает тогда связь целого, и мы запутываемся в одном противоречии за другим. <0б этом в конце дать еще пример.>

Мы выше видели, что, согласно Видеману, первоначальное откло-нение гальванометра, — непосредственно после погружения ме-таллических пластинок в жидкость цепи и до того еще, как хими-ческие изменения изменили силу электрического возбуждения, — «является мерой суммы электродвижущих сил в сомкнутой цепи».

До сих пор так называемая электродвижущая сила представля-лась нам как особая форма энергии, которая в нашем случае возни-кала в эквивалентном количестве из химической энергии и в даль-нейшем процессе снова превращалась в эквивалентные количества теплоты, молярного движения и т. д. Здесь же мы узнаем вдруг, что «сумма электродвижущих сил в сомкнутой цепи» существует еще до того, как химические изменения освободили эту энергию, иными словами, узнаем, что электродвижущая сила есть не что иное, как способность определенной цепи освобождать в единицу времени определенное количество химической энергии и превращать ее в электрическое движение. Электродвижущая сила является здесь, как прежде электрическая разъединительная сила, силой, не содер-жащей в себе и искры энергии. Таким образом Видеман понимает под «электродвижущей силой» две совершенно различные вещи: с одной стороны, способность цепи освобождать определенное количе-ство данной химической энергии и превращать ее в электрическое движение, а с другой — само произведенное количество электри-ческого движения. То, что они пропорциональны друг другу и что одна из них является мерой для другой, нисколько не уничтожает их различия. Химическое действие в цепи, произведенное количество электричества и возникшая из него в сомкнутой цепи — если не про-изведено никакой работы — теплота не только пропорциональны

208

между собой, а даже эквивалентны; но это нисколько не устраняет их различия. Cпособность какой-нибудь паровой машины, имеющей цилиндр определенного диаметра и определенный ход поршня, производить определенное количество механического движения из доставленной теплоты, при всей своей пропорциональности этому механическому движению, резко отлична от него. И если подобная терминология была еще терпима в эпоху, когда в естествознании не было речи о сохранении энергии, то ясно, что со времени признания этого основного закона нельзя больше смешивать действительной, живой энергии в какой-нибудь ее форме со способностью какого-нибудь аппарата придавать освобождающейся энергии эту форму. Это смешение является следствием смешения силы и энергии в случае электрической разъединительной силы; в них обеих гармонически разрешаются три диаметрально противоречащих друг другу видемановских объяснения тока, и вообще они-то и лежат в конце концов в основе всей его теоретической путаницы по поводу так называемой «электродвижущей силы».

Помимо рассмотренного уже своеобразного взаимодействия ме-жду химизмом и электричеством имеется еще другое общее свойство, тоже указывающее на более тесное родство обеих этих форм движе-ния. Обе они могут существовать лишь в своем исчезновении. Хими-ческий процесс совершается для каждой вступающей в него группы атомов мгновенно. Он может быть продлен только благодаря наличию нового материала, непрерывно всё вновь вступающего в него. То же самое относится к электрическому движению. Едва лишь оно произошло из какой-нибудь формы движения, как снова превраща-ется в третью форму движения; только непрерывный приток свежей энергии может дать длительный ток, в котором в каждое мгновение новые количества движения принимают и снова теряют форму электричества.

Понимание этой тесной связи между химическим и электричес-ким действием, и обратно, приведет к крупным результатам в обеих этих областях исследования. Оно становится уже достоянием все более и более широких кругов. Среди химиков Лотар Мейер, а за ним Кекуле уже высказали тот взгляд, что предстоит воскрешение в обновленной форме электрохимической теории. И среди физиков, занимающихся исследованием электричества, начинает наконец, — как это показывают последние работы Ф. Кольрауша, — одерживать верх убеждение, что только точное изучение химических процессов в цепи и в электролитической ванне может вывести их науку из ту-пика старых традиций.

И действительно, учение о гальванизме, а за ним и учение о магнетизме и статическом электричестве могут получить твердую основу только в химически точной генеральной ревизии всех традиционных, непроверенных, основывающихся на оставленной наукой точке зрения опытов и в тщательном исследовании превращений энергии, с устранением на время всех традиционных теоретических представлений об электричестве.

14 Ф. Энгельс. Диалектика природы.

1. В фактической стороне изложения мы опираемся в этой главе преиму-щественно на Видемана, Lehre vom Galvanismus und Elektromagnetismus, 2 Bd in 3 Abt., 2 Aufl., Braunschweig 1874. В Nature [165] от 15 июня 1882 г. отмечен этот «замечательный трактат, кото-рый в выходящсм теперь издании, с приложением об электричестве, предста- вляет собой самый значительный из существующих экспериментальных трак-татов по электричеству». [Псрчый абзац этого примечания Энгельс зачеркнул, но впоследствии изменил решенис и добавил второй абзац.]
2. [Подчеркнуто Энгельсом.]
3. Я употребляю слово «электричество» в смысле электрического движения с тем самым правом, с каким употребляется слово «теплота» при обозначении той формы движения, которая обнаруживается для наших чувств в качестве те-плоты. Это не может вызвать никаких недоразумений, тем более что здесь за-ранее и сознательно исключено всякое смешение с состоянием напряжения элск-трачества.
4. [Подчеркнуто Энгельсом.]
5. [Подчеркнуто Энгельсом.]
6. [Подчеркнуто Энгельсом.]
7. [Карандашом добавлено: «Например парафин».]
8. [Подчеркнуто Энгельсом.]
9. [Подчеркнуто Энгельсом.]
10. [ Подчеркнуто Энгельсом. ]
11. [Подчеркнуто Энгельсом.]
12. [Подчеркнуто Энгельсом.]
13. Недавно Ф. Кольрауш (Wiedemanns Ann. VI, 206) вычислил, что необхо-димы «колоссальные силы», чтобы переместить ионы в водном растворе. Чтобы 1 мг мог сделать путь в 1 мм, необходима сила, равная для Н — 32 500 кг, для С1 — 5 200 кг, значит для НС1 — 37 700 кг. — Если бы эти цифры были даже безусловно правильны, то они нисколько не опровергали бы вышесказанного. Но само это вычисление содержит в себе еще неизбежные в учении об электри-честве гипотетические факторы и поэтому нуждается в опытной проверке. По-следняя, кажется, возможна. Во-первых, эти «колоссальные силы» должны снова появиться в качестве определенного количества теплоты там, где они употре-блены, то есть в вышеуказанном случае — в цепи. Во-вторых, потребленная ими энергия должна быть меньше энергии, произведенной химическими процессами цепи, и притом на определенную величину. В-третьих, эта величина должна быть потреблена в остальной части сомкнутой цепи, и она может быть там тоже устано-влена количественным образом. Вышеуказанные вычисления Кольрауша можно будет считать окончательными только после такой опытной проверки. Еще легче, кажется, произвести эту проверку в электричсской ванне.
14. [Подчеркнуто Энгельсом.]
15. [Этот абзац первоначально в рукописи предшествовал абзацу, помещен-ному на стр. 235: «может быть, скажут, что...» но впоследствии был перенесен сюда.]
16. [Подчеркнуто Энгельсом J
17. Заметим раз навсегда, что Видеман употребляет повсюду старые хими-ческие значения эквивалентов и пишет: НО, ZnCI и т. д. У меня же повсюду даны современные атомные веса, так что я пишу: Н2О, ZnCI2 и т. д.
18. [Следовавшее первоначально в рукописи продолжение зачеркнуто Энгель-сом и заменено новой формулировкой на правой половине страницы. Затем эта вторая формулировка также была зачеркнута, и над первой было наклеено при-веденное теперь (следовательно третья формулировка) продолжение. Ниже мы даем вторую формулировку: <[.?.] будет указан третий процесс, а именно соединение SO с водой Н2О и образование серной кислоты H2SO4. Как бы ни было правильно это раз-личие для известных целей, оно все же не оказывает большого влияния на пре-вращение энергии в ванне. Количество энергии, которое должен доставить ток, чтобы отделить Na от S04, уменьшается на часть освобожденной при соедине-нии Na2 с 2Н2О энергии. Это количество энергии затем уменьшается, по крайней мере, на часть освобождающейся при другом происходящем в цепи химическом процессе соединения SO3 с Н2О и образования серной кислоты H2SO4 энергии. Та часть освобождающейся энергии, которая не служит для облегчения работы тока, в цепи сама превращается в теплоту. Имеющая быть доставленной … >|.
19. [На полях приписка карандашом вероятно рук Arons`a: «Если пред- полагается, что 1 Daniell= 100»
20. [Подчеркнуто Энгельсом.]
21. [Процесс совершения — Прим. Ред]
22. [Взятые в скобки слова добавлены Энгельсом]
23. В дальнейшем повсюду сила тока элемента Даниеля принимается = 100.
24. Столб из чистейшей, употребленной Кольраушем воды, длиной в 1 мм оказал такое же сопротивление, какое представляла бы медная проволока той же толщины, длиной приблизительно в размер лунной орбиты. Naumann, Allg.Chemie, p.729 [180]
25. [Энгельс ошибочно пишет: стр 796.]