Сергей Рубинштейн - Бытие и сознание
Всякий строгий закон так называемой точной науки есть внутренний закон, выражающий существенные свойства самих вещей и явлений, выявляющихся в их взаимодействии с другими вещами (явлениями).
Этой последней формулой одновременно снимаются как механистические попытки объяснить явления непосредственным механическим воздействием (толчком) извне, так и идеалистические теории «самодвижения», которое якобы никак внешне не обусловлено.
Сущность вещи – это не что иное, как заключенное в ней самой основание всех изменений, с ней происходящих при взаимодействии с другими вещами. Таким образом, понятно, что наука идет к раскрытию законов путем анализа, вычленяющего абстракцией собственные свойства явлений из их зависимости от маскирующих их в непосредственном чувственном познании (восприятии), привходящих, сторонних обстоятельств и случайных связей. Результаты исследования, выявляющего законы явлений, по мере их раскрытия включаются в понятие об этих явлениях.
Анализ, приведший к понятию твердого тела, позволил исследовать один эффект силы, приложенной к телу, – изменение состояния его равновесия или движения, абстрагируясь от другого ее эффекта – деформации тела. Этот последний в свою очередь вычленяется анализом и исследуется особо при изучении деформируемых тел – упругих тел, жидкостей и газов.
Дифференциация твердых упругих тел, с одной стороны, и жидкостей и газов («жидкостей» в широком смысле) – с другой, совершается на основе анализа различных видов деформации.
В отличие от упругих твердых тел в жидкостях и газах деформация сдвига (например, скольжение одного слоя жидкости над другим) может расти неограниченно без возникновения противодействия в виде упругих сил, в то время как по отношению к деформациям объемного сжатия жидкости и газы существенно не отличаются от упругих твердых тел [145] . По отношению к деформации сдвига жидкости и газы дифференцируются от упругих твердых тел. (Черты, дифференцирующие жидкости и газы от твердых тел, являются общими для них.) Это служит основанием для понятия жидкости в широком смысле, в котором объединяются собственно жидкости и газы. Жидкости и газы дифференцируются друг от друга по их реакции на объемное сжатие.
Исследование передачи давления в жидкостях (в широком смысле, т. е. в жидкостях и газах), приводящее к закону Паскаля, как и исследование сил, действующих в жидкости на находящееся в ней тело, которое приводит к закону Архимеда, исходит из предположения, что плотность жидкости не зависит от давления. Законы Паскаля и Архимеда выводятся, таким образом, как строгие законы путем абстракции от сжимаемости «жидкости» в результате давления. Затем эта аналитически выделенная зависимость подвергается особому исследованию. Сжимаемость газов – зависимость их объема от давления – выражается законом Бойля – Мариотта, согласно которому произведение давления данной массы газа на его объем при постоянной температуре есть величина постоянная. Закон Бойля – Мариотта есть закон «изотермического» сжатия: он предполагает, что изменение давления происходит при неизменной температуре; при постоянной температуре для данной массы давление газа меняется обратно пропорционально его объему. Таким образом, с одной стороны, влияние температуры выключается посредством ее уравнивания, являющегося объективным эквивалентом абстракции, с другой, – поскольку, согласно закону Бойля – Мариотта, для данной массы газа при неизменной температуре произведение давления газа на его объем есть величина постоянная, открывается возможность особо исследовать его зависимость от изменения температуры. Для того чтобы это положение приобрело точный научный смысл, нужно, таким образом, еще определить понятие температуры и способы ее измерения (см. об этом дальше).
Закон Бойля – Мариотта оставляет открытым вопрос о том, как зависит объем и давление газов от их температуры. Ответ на этот вопрос и дает закон Гей-Люссака. Согласно этому закону, давление данной массы газа при постоянном объеме и ее объем при постоянном давлении меняются линейно с температурой. Соотнесение законов Бойля – Мариотта и Гей-Люссака отчетливо показывает, как научный анализ расчленяет перекрещивающиеся зависимости и, абстрагируясь от одной из них, возводит другую, выявляя ее в чистом виде, до уровня закона. Таким образом, в результате анализа хаотической картины, выступающей на поверхности явлений, где перекрещиваются различные взаимодействия, одна за другой выступают закономерности, определяющие ход событий. Однако сначала они еще далеки от того, чтобы дать возможность закономерно объяснить действительность во всей ее конкретности.
Закон Гей-Люссака вскрывает зависимость объема и давления газа только от температуры. Между тем факты свидетельствуют о том, что произведение давления на объем меняется с изменением давления и при одной и той же температуре, при изотермическом изменении давления. (Закон Бойля – Мариотта абстрагируется от этой зависимости.) В свою очередь, зависимость этого произведения от давления для разных температур оказывается различной; она к тому же различна для разных газов. Для воздуха произведение pv (сжатия на объем) при низких температурах сначала убывает с ростом ð (давления), т. е. объем воздуха сначала при сжатии уменьшается быстрее, чем по закону Бойля – Мариотта, и затем начинает возрастать. При высоких температурах произведение pv растет с ростом ð: объем при сжатии уменьшается слабее, чем по закону Бойля – Мариотта. Для многих других газов, в частности для СО2, зависимость произведения давления на объем от давления выражена еще резче. В силу этого представляется, что в действительности ни один газ не подчиняется закону Бойля – Мариотта [146] . На самом деле при определенных условиях, а именно, когда газ достаточно разрежен, этот закон сохраняет силу для любого газа. Газ, отвечающий закону Бойля – Мариотта, обычно называют «идеальным газом». Говоря об идеальном газе , его как бы противопоставляют реальным газам; следуя этой установке, приходят к выводу, что «такого газа в действительности не существует», что он является «воображаемым веществом» [ [147] . «Несуществование» идеального газа означает только то, что понятие не совпадает с непосредственно наблюдаемыми явлениями, поскольку оно плод анализа этих явлений, связанного с многократной абстракцией от привходящих обстоятельств. Вместе с тем всякий газ в определенном состоянии – при достаточной разреженности – выступает непосредственно как идеальный газ. Все газы подчиняются закону Бойля – Мариотта, но подчиняются, непосредственно не совпадая с ним. То, что идеальный газ – это газ, отвечающий закону Бойля – Мариотта, означает, по существу, что понятие газ определяется основным законом , которому подчиняется соответствующее явление.
Как и закон Бойля – Мариотта, закон Гей-Люссака относится, строго говоря, к идеальным газам (идеальный газ – это газ, подчиняющийся законам Бойля – Мариотта и Гей-Люссака). Это значит, что закон Гей-Люссака предполагает тот же уровень анализа и абстракции, что и закон Бойля – Мариотта, и непосредственно выступает на поверхности явления в тех же условиях – достаточно значительной разреженности, как и этот последний.
Это типичный пример того, какую роль играет в науке абстракция. [148]
При непосредственном наблюдении на поверхности явлений мы имеем картину предельной пестроты: соотношение давления и объема (произведение давления на объем) оказывается различным не только при разных температурах, но и при разных давлениях; зависимость объема от давления оказывается при этом разной при разных температурах; зависимости от давления и от температуры, таким образом, перекрещиваются. Кривая изменения произведения pv (давления на объем) с ростом р (давления) изменяется по-разному при низких и при высоких температурах. Эта эмпирическая кривая оказывается для каждого газа различной: она одна, скажем, для воздуха, другая – для СО2 и третья – для водорода. Так, непроанализированная, взятая в своей непосредственной видимости действительность являет картину исключительной пестроты, в которой как будто безраздельно царит случайность. Анализ и абстракция, как мы видели, вычленяют из этой пестроты одну за другой закономерные зависимости явлений.
При решении любой практической задачи надо синтетически соотнести закономерности, каждая из которых вычленена путем анализа и абстракции, и мысленно восстановить конкретную ситуацию, в которой приходится действовать, в ее закономерностях.
Так, при расчете потолка стратостата приходится считаться с изменением высоты, обусловливающим давление и плотность воздуха. Распределение давления воздуха по высоте можно узнать, исходя из закона Бойля – Мариотта, на основе формул, показывающих распределение давлений в поле силы тяжести (т. е. синтетически соотнеся общие законы распределения давлений в «жидкости», их спецификации для сил тяжести и закон Бойля – Мариотта); поскольку этот расчет делается на основе закона Бойля – Мариотта, он абстрагируется от изменения температуры воздуха с высотой. Поэтому результаты его имеют лишь грубо приближенный характер. Для того чтобы восстановить реальную картину явлений, нужно дополнительно учесть эффект изменения температуры, связанного с изменением высоты. При расчете практического потолка подъема воздушного шара должен быть дополнительно учтен и ряд других данных.
