Отец. Уже в основе механической теории теплоты лежало признание, что определенное количество работы, которое совершает механическое движение (427 кг/м, равное работе при поднятии груза в 427 кг на высоту одного метра), равно по своему действию одной большой калории тепла (то есть теплу, которое нагревает один килограмм воды на один градус Цельсия при определенных условиях). Обратно, одна большая калория, если тепло превращается в механическое движение, может произвести работу, равную 427 кг/м. Значит, заключили физики, движение сохраняется при его превращении из видимого (механического) в невидимое (тепловое, в данном случае — в движение молекул нагреваемого тела). Потом оказалось, что такие же соотношения существуют и для других сил природы или, лучше сказать, для других видов движения: электрического, лучистого, химического.
Сын. Значит, тут выступила мера движения?
Отец. Совершенно верно. Речь шла о том, что все качественно различные виды движения имели каждый свою особую, только ему присущую количественную определенность. Вот в химии, как ты помнишь, атом углерода с атомным весом 12 соединяется с атомом кислорода, имеющим атомный вес 16. Значения 12 и 16 эквивалентны друг другу, так как в таких именно весовых отношениях углерод соединяется с кислородом. Величины 12 и 16 суть в данном случае качественные количества. В физике несколько по-иному, но такое же, в сущности, отношение качественных количеств, или эквивалентов: 427 кг/м механического движения превращаются в одну большую калорию тепла, то есть эквивалентны одной большой калории тепла. То же и для других видов движения. Отсюда следовал вывод, что движение все время сохраняется, переходя из одного своего вида в другой, из одной формы в другую. Так был открыт в 1842–1845 годах немецким ученым Робертом Майером великий физический закон природы — закон сохранения и превращения энергии.
Сын. Ты сказал: энергии. Это то же самое, что и движение?
Отец. Сначала говорили о сохранении и превращении сил природы. Но понятие «силы» здесь явно было неподходящим, устарелым. Поэтому ученые стали пользоваться другим понятием — «энергия», которое означало, что при всех своих качественных превращениях движение количественно сохраняется, не творится и не уничтожается, а остается количественно постоянным. Значит, в понятии энергии были слиты, соединены обе определенности вещей и явлений: количественная (сохраняемость движения) и качественная (способность его превращения по своей форме). Но, как ты знаешь, единство качества и количества есть мера. Поэтому энергия есть мера движения, причем мера его неорганических форм — от механической до химической.
Сын. Почему же ты сказал сейчас: от и до?
Отец. Потому только, что механическое движение считалось тогда самым простым, а химическое — самым сложным из неорганических его форм, сложнее физических его форм (теплового, лучистого и других). Поэтому здесь получалось как бы восхождение от простого к сложному, от низшего к высшему. Это означает, что открытие закона сохранения и превращения энергии открывало двери в физике для проникновения сюда идеала развития: в природе развивается само движение, восходя от своих простейших, низших форм ко все более и более сложным и высшим, сохраняясь при этом все время, не создаваясь из ничего и не исчезая, не превращаясь в ничто.
Сын. И значит, здесь же происходят свои скачки, свои переходы количества в качество? Отец. А то как же. Ведь только достигая определенной степени напряжения (интенсивности), физическое движение (одно качество) переходит в химическое (другое качество). Вот ты только что зажигал потухший было костер. А как ты это сделал? Ты взял спичку и потер ее головку о шероховатую боковую поверхность спичечного коробка. Но ты сделал это слабо, и головка только слегка нагрелась. Определенное количество механической формы движения перешло в другое качество (тепло). Но ты хочешь зажечь спичку и стал тереть ее сильнее. Теплота, полученная из механического движения (из трения), повысила температуру головки спички до нужного предела, и головка вспыхнула, зажглась. Это значит, что на этой ступени количественных изменений количество (физической формы движения) перешло в более высокое качество (химическую форму движения), так как горение ведь и есть химический процесс. Ты увидел свет, огонь, а это значит, что наряду с химическим движением здесь возникла и лучистая форма движения. Вот видишь, какая глубокая диалектика скрыта в простом зажигании спички, если на это взглянуть философски.
Сын. Но ведь здесь получается та самая узловая линия отношения меры, о которой ты мне говорил!
