В одних и тех же математических формулах могут быть описаны самые разнородные процессы – геометрические, форономические, фантастические; формулы энергетики в этом отношении ничем не отличаются от других формул. До этих пор анализ их приводит, поэтому, к математическим категориям, а эти последние уже предполагаются энергетикой. Впервые своеобразие понятий, выраженных в формулах, обусловливает то, что описанные отношения соответствуют действительным процессам природы. Очевидно, следовательно, что именно понятие энергии и ее факторов и есть то, чем определенное количеством и качеством образование выделяется как образование физическое. Сущность же этих физических образований заключается в том, что они сохраняют самостоятельное существование в пространстве и времени, что они действуют друг на друга и этим действиям подвержено и собственное наше тело. Закон, обусловливающий то, что предметы полагаются в связи вещей неизменными или изменяющимися во времени, оказывающими и воспринимающими воздействия, называется понятием отношения. Следует, поэтому, ожидать, что в понятии энергии мы найдем категории отношения.
I. Энергия и отношение10. Если мы захотим теперь исследовать основные понятия энергетики, чтобы установить содержащиеся в них понятия отношения, то для этой цели нам придется сосредоточить свое внимание только на этой стороне предмета. Само собой разумеется, что отношения возможны только между индивидами и образованиями, а потому всегда предполагают расчленение, как и определения качества и количества. Теперь важно только установить, в чем заключается различие между физическим и мыслимым образованием; количественные и качественные черты в обоих совершенно одинаковы. Я могу точно описать мыслимую часть пространства со стороны его объема, давления, температуры, веса, химических свойств и т. д., могу вместе с тем указать и все изменения, которые в нем и в отношении его происходят. Но здесь нет еще необходимости для того, чтобы признать (ощутить) эту часть пространства физическим телом; она может быть и созданием чистой фантазии, которой никто не воспринимает, которая не оказывает никакого воздействия на другие тела.
Эта необходимость возникает лишь тогда, когда тело сохраняет самостоятельное свое объективное существование во времени, проявляет его столь же объективными воздействиями и не может быть упразднено никаким актом голого представления. Должны, следовательно, существовать законы, устанавливающие условия, при которых тело может быть подведено под понятие физического образования. Условие это заключается в том, чтобы тело обладало энергией. Понятие энергии не приносит образованию ни одного нового свойства, которого у него не было бы и без того, а оно выражает только то, что установленные уже свойства физически существуют как самостоятельное вещественное единство. Будучи условием физического мира, энергия, естественно, является также условием воспринимаемости объектов, а следовательно, и свойств вообще; но она является только условием познаваемости свойств как свойств существующих. В наших представлениях энергия может быть отвлекаема; тело не теряет от того своей представляемости как чувственного объекта, но теряет свою способность воздействовать на чувственный мир.
При обсуждении понятия энергии мы можем теперь пользоваться, как знакомыми и определенными, понятиями, относящимися к количеству и качеству. В особенности мы можем говорить, не пользуясь понятием энергии, о равенстве и неравенстве по величине и по характеру, а следовательно, и о различиях и изменениях.
11. Первое характерное свойство энергии заключается в том, что она сохраняется при всех своих изменениях. Когда какое-нибудь образование проходит через ряд состояний, то бывает всегда в наличности одна величина Е, обладающая тем свойством, что какой бы ни был ряд изменяющихся состояний, она принимает снова прежнюю величину, когда образование возвращается в первоначальное состояние. Эта величина и есть энергия образования. Энергия, следовательно, неразрывно связана со всяким состоянием образования. И она связана с ним не только со стороны количества, но и со стороны качества. В одном каком-нибудь определенном состоянии образования отдельные его части обладают в общем различными свойствами и притом каждая часть обладает рядом свойств (каковы: объем, давление, теплота, электрическое напряжение, химическое сродство и т. д.). Каждое из этих свойств означает, как величина (см. §8), тенденцию к изменению. Если для каждой из этих величин ввести специфическую единицу, то с каждым из этих свойств может быть связана определенная величина энергии, так что общая энергия тела представляет собою сумму нескольких родов энергии; эти роды энергии называются в энергетике «формами энергии». Каждое изменение состояния образования характеризуется тем, что здесь происходит изменение некоторых форм энергии, но так, однако, что исчезновение определенной величины энергии одной формы всегда соответствует такой же величине приращения энергии другой формы. При соответственном выборе единиц такие количества энергии, называемые обычно эквивалентными, могут быть выражены через одни и те же числа. Здесь установлены следующие положения.
Если внутри какого-нибудь образования происходят изменения состояния, то сумма энергий всех частей остается в течение всех изменений постоянной, каковы бы ни были формы энергии.
Когда образование возвращается к первоначальному своему состоянию, то каждая форма энергии в каждой части образования вновь получает свою первоначальную величину.
Общая величина энергии какого-нибудь образования изменяется только тогда, когда она отдает свою энергии другим соприкасающимся с ним образованиям или когда она отнимает у них энергию. При всех изменениях общая сумма энергии остается постоянной.
Таков принцип сохранения энергии.
12. Из сказанного ясно, что понятие энергии, поскольку оно выражается в принципе сохранения энергии, есть не что иное, как выражение «принципа сохранения вещества», т. е. что оно всецело основывается на категории субстанциальности. Для того, чтобы восприятие изменений было вообще возможно, должно существовать что-нибудь, сохраняющееся во времени, «на чем могло бы быть воспринято при посредстве отношения явлений к нему, произошло ли какое-нибудь изменение или нет» (см. «Критику чистого разума» Канта). Вот это постоянное и является условием того, чтобы множество свойств, многообразие полагалось как существующее во времени единство, и это условие единства свойств называется веществом. Энергия удовлетворяет всем требованиям, которые ставит понятие вещества (разумеется, философское, а не физическое понятие).
Ранкин который главным образом ввел термин «энергия», определял ее как «всякую деятельность вещества, которая заключается в силе или может быть сравнена с силой, способной вызывать изменения, сопровождающиеся преодолением какого-нибудь сопротивления»3. Но в том смысле, в котором это понятие все яснее развивается в новейшей энергетике, энергия есть не что иное, как само количественно мыслимое вещество. Правда, физик склонен при слове «вещество» думать о материи или – так как это выражение остается слишком неопределенным – о массе и рассматривать принцип сохранения массы как коррелят постоянства вещества. И в этом смысле Кант в первой аналогии опыта (см. «Критику чистого разума») говорит: «Субстанция сохраняется при всех изменениях явления и количество ее в природе не возрастает и не уменьшается». Но здесь следует различать между субстанцией и количеством субстанции. Только под последним Кант, осторожно выбирая выражения и оставаясь на своей точке зрения механической физики, понимает физическую субстанцию, массу. В философском же смысле понятием субстанции означается только то вообще в явлении, существование чего предполагается во все времена, тождественность субстрата или, лучше, тот закон синтеза, которым полагается единство сменяющихся состояний во времени, а следовательно, условие единства свойств предмета. Это же есть в новейшей физике не масса, а энергия. Принцип сохранения энергии оказывается таким образом расширением принципа сохранения массы и включает этот последний. В самом деле, что такое то, что мы наблюдаем в астрономических скоростях или взвешиваниях здесь на земле и на чем покоится эмпирическое обоснование принципа сохранения вещества? Переходами или компенсацией энергии измеряется сохранение энергии; а сохранение массы отсюда умозаключается введением нового определения. Не следует забывать, что когда принимают принцип сохранения вещества как нечто само собой разумеющееся, то этот принцип лишь тогда получает научный смысл, когда устанавливается, чем определяется вещество как количество, но это количество может быть определено только через движения, так что в действительности сравниваются не вещества, а энергии (или их факторы). Понятие материи получает в энергетике значение функции энергии.
