1. Формы движения материи и взаимодействие тел природы

Конкретизация общего положения о движении как способе существования материи

Под формой движения материи мы обычно понимаем определенный вид движения, который характеризуется, (прежде всего, единством определяющих его признаков и, во-вторых, общностью его материального носителя. Специфику форм движения материи в природе и их взаимное отношение нельзя уяснить без понимания более общего вопроса о взаимосвязи материи и движения.

По определению В. И. Ленина, мир есть движущаяся материя. Понятие материи отражает ту сторону предмета научного (познания, которая характеризуется как его содержание; понятие движения — ту, которая характеризуется, как форма, присущая этому содержанию, следовательно, как способ бытия материи.

Между содержанием и формой здесь, как и везде существует неразрывная связь, внутреннее единство. Соответственно этому движение определяется как общий способ существования материи. Это значит, что нет материи без движения, как нет движения без материи. Любое тело природы, любая частица материи существует как (находящаяся в постоянном движении, непрестанном изменении. Уже в положении Гераклита «все течет, все изменяется» была выражена эта основная идея о неразрывности материи и движения.

Исходным для всего нашего рассмотрения служит следующее положение: подобно тому как в общем случае движение есть способ существования материи, так и в каждом частном случае специфическому виду материи отвечает строго определенная форма движения, выступающая как способ существования именно данного, а не какого-либо другого вида материи. Следовательно, общее положение о неразрывности материи и движения (содержания и формы) конкретизируется здесь как неразрывность между специфическим видом материи и соответствующей ему столь же специфической формой движения материи.

Короче говоря, под формой движения материи подразумевается специфический способ существования каждого качественно определенного материального объекта. Форма движения выражает собой именно качественную определенность соответствующего ей материального объекта, который обычно называется ее материальным носителем, ее субстратом или ее содержанием. Связь с этим объектом или какой-либо его стороной является определяющим признаком любой формы движения.

Подобно тому, как всякий материальный объект обладает специфической для него внутренней структурой, так и присущая ему форма движения носит на себе отражение этой структуры. В известном смысле форма движения и есть структура объекта, т. е. взаимосвязь образующих его элементов. Поэтому форма движения может быть охарактеризована как тип взаимодействия структурных элементов, образующих данный объект.

Таким образом, определяющими признаками понятия «форма движения» могут служить следующие: неразрывная связь с определенным видом материи (материальным объектом), способом бытия которого или его определенной стороной она является; качественная специфика определенного круга явлений или движений, отличающая его от любого другого их круга; связь с внутренней структурой материального объекта; связь с типом взаимодействия между элементами, образующими данный объект и его структуру.

Понятие «основные формы движения» охватывает чрезвычайно широкие области явлений, на которые непосредственно распадается вся природа и которые исчерпывают собой совершающиеся в ней процессы. Основных форм движения немного; им отвечают основные разделы всего естествознания («фундаментальные науки»).

Движение, рассмотренное в самом общем его виде, есть всякое изменение вообще. Изменение положения в пространстве, изменение физического состояния, химическое изменение, изменения, совершающиеся в процессе жизнедеятельности, — все это различные формы движения материи. Специфичность каждой формы движения обусловлена особенностями того материального объекта, того вида материи (вещества, света и т. д.), который испытывает изменение, т. е. движется. В живом теле изменения происходят иначе, чем в атоме, изменения электрона совершаются не так, как изменения горной породы. Поэтому ключ к пониманию своеобразия каждой формы движения надо искать в особенностях ее материального носителя, т. е. ее материального содержания. На поставленный вопрос: существует или нет такая-то форма движения, как например, химическая, ответ зависит целиком от того, установлено ли наличие у этой науки специфического для нее материального объекта или нет; если такой объект имеется, то его изменение и будет являться «химической формой движения».

Напротив, если было бы доказано отсутствие такого специфического для химии объекта, то тем самым отпал бы вопрос и о его изменении, т. е. о химическом движении как самостоятельной форме движения. Когда же установлено существование особого материального объекта, и, следовательно, адекватного ему вида движения, то специфика этого движения, его отличительные признаки раскроются сразу же, как только при исследовании данного объекта будет обнаружено, каким образом он изменяется, т. е. как происходит в нем смена одного состояния другим состоянием.

Иллюстрацией к сказанному может служить закон взаимосвязи массы и энергии. В противоположность утверждению сторонников энергетической философии о «взаимопревращаемости» масс и энергии, действительный смысл этого закона заключается в признании неразрывности обоих физических атрибутов любого предмета природы: его массы (m) и его энергии (E).

Как уже говорилось, с определенной массой любого физического предмета всегда связано столь же определенное количество энергии: Е = mс². Масса выступает при этом как физическое свойство или физическое выражение материи, как количественная характеристика материи; аналогичным образом энергия выступает как физическая мера движения, следовательно, как его не только количественная, но и качественная характеристика. Само соотношение массы и энергии выступает как конкретизация применительно к области физических явлений общего положения о неразрывности материи и движения, подобно тому, как нет материи без движения, так нет и массы без энергии.

В соответствии с тем, далее, что соотношение между массой и энергией при их неразрывности носит характер количественной определенности (соотносительности, пропорциональности, что иногда неправильно обозначается термином «эквивалентность»), то масса может выступать как мера энергии, точно так же и энергия (при взаимности их отношений)—как мера массы.

Развитие общего положения о соотношении материи и движения приводит здесь к выводу, что качественно определенному виду материи отвечают столь же качественно определенные вид массы и форма энергии. Этот вопрос выяснен в трудах С. И. Вавилова. Различая два основных физических вида материи — вещество и свет (электромагнитное поле, а шире-—все физические поля вообще), С. И. Вавилов связывал с каждым из них специфическую, качественно отличную по своей природе массу: с веществом — массу покоя, со светом (и вообще с полями) —массу движения.

Соответственно этому различается, по Вавилову, и энергия, неразрывно связанная с той или другой массой согласно фундаментальному закону Е = mс²; с массой покоя связана скрытая форма энергии, с массой движения— явная ее форма. Различие между обеими формами энергии как раз и соответствует различию между обоими видами массы. Аналогично тому, как при взаимопревращении вещества и света происходит взаимопревращение обоих видов массы, так при этом происходит и взаимопревращение обеих форм энергии. Все это наглядно проявляется при любых ядерных реакциях, например, в случае «дефекта массы», т. е. изменения массы вещества. В дальнейшем мы еще вернемся к рассмотрению этого вопроса и разберем аргументацию критиков положения Энгельса о том, что каждой форме движения материи соответствует особый, качественно специфический вид материи как ее материальный субстрат.

Взаимодействие тел как основа формы их движения

Абсолютно изолированного движения какого-либо одного тела не существует, так как все тела связаны между собой различными взаимодействиями и входят в различные системы тел.

Здесь, как и далее, под взаимодействием мы понимаем взаимосвязь материальных тел природы — физических частиц, химических веществ, механических масс, живых существ или же веществ, входящих в них и т. д. взаимно действующих друг на друга любыми способами.

В зависимости от характера взаимодействующих тел само взаимодействие может носить характер «силового», физического взаимодействия, химического взаимодействия, биологического взаимодействия и т. д., равно как и механического взаимодействия соударяющихся друг с другом тел.

Двигаясь, изменяя свое относительное положение или состояние, тела воздействуют друг на друга. По определению Энгельса, «это их взаимное воздействие друг на друга и есть именно движение»^[1].

Говоря о взаимодействии различных форм движения материи в природе, Энгельс констатирует: «Взаимодействие — вот первое, что выступает перед нами, когда мы рассматриваем движущуюся материю в целом с точки зрения теперешнего естествознания»^[2].

Это взаимодействие и является предметом нашего познания: как нет в мире ничего сверхъестественного, так нет в нем ничего вне и сверх взаимодействия форм движущейся материи. «Мы не можем пойти дальше познания этого взаимодействия, — резюмирует Энгельс, —именно потому, что позади его нечего больше познавать»^[3].

Приведенные положения имеют большое принципиальное значение для выяснения многих общих и частных вопросов, касающихся соотношения различных форм движения материи.

Для иллюстрации рассмотрим в соответствии с представлениями классической физики 1) движение отдельной молекулы какого-либо газа, например, гелия, внутри совокупности множества молекул, именуемой газом, и 2) наряду с этим — движение всего газа, взятого как нечто целое.

Можно принять, что движение отдельной молекулы как целой частицы, совершающееся внутри разреженного газа, носит в основном механический характер и подчиняется законам механики. Здесь приходится отвлекаться, как это и делает физика, от деталей данного процесса, например от влияния вандерваальсовских сил сцепления, и рассматривать движение молекулы абстрактно, как бы в «чистом виде», как строго механическое. Взаимодействие этой молекулы со всеми остальными носит соответственно также механический характер, сводясь по преимуществу к ее соударениям с ними. При этом предполагается, что каждая молекула движется в пределах данного пространства свободно, независимо от других молекул, что находит свое выражение в понятии «молекулярного беспорядка». Допуская, что между отдельными молекулами не существует какого- либо иного взаимодействия, кроме их механического столкновения, мы упрощаем картину; в действительности же соударение молекул протекает гораздо сложнее и представляет собой не прямой контакт, а взаимодействие через электромагнитные поля.

Если мысленно проследить путь движения выбранной нами молекулы или в абстракции представить себе, что в данном замкнутом объеме вообще существует только одна такая молекула, то мы сможем сказать с известным приближением, что здесь мы имеем дело с обычной механической формой движения материи, сущность которой состоит в перемещении масс в пространстве, т. е. в перемене места.

Представим далее, что к первоначально изолированной молекуле мы добавили еще одну такую же молекулу. Система из двух свободно движущихся молекул не перестала быть механической, и все взаимодействие их ограничивается здесь механическим взаимодействием.

То же будет наблюдаться и при дальнейшем увеличении числа молекул, но при этом постепенно будет обнаруживаться новое обстоятельство: по мере увеличения числа механически взаимодействующих между собой молекул, будет все яснее проступать новая закономерность, которая отсутствовала, когда мы имели дело с одной или двумя молекулами. Это — закономерность коллектива, носящая статистический характер.

Согласно закону больших чисел, статистическая закономерность проявляется тем полнее и строже, чем больше количество элементарных, индивидуальных событий, ею охватываемых. Поэтому для такого коллектива, каким является газовая система, состоящая, скажем, из 10²² частиц, действие статистических закономерностей проявляется достаточно полно. Такая система является уже не механической, а термодинамической с присущими ей свойствами и формой движения, прежде всего тепловой.

Что же лежит в основе таких свойств, как например, свойства температуры или газового давления? Их не было и нет у отдельной молекулы, которая, как известно, обладает не температурой, а определенной скоростью перемещения (при данной массе) и оказывает на стенку сосуда не давление, а сообщает ей некоторый импульс при упругом ударении о нее.

Очевидно, что при переходе от отдельных молекул к их коллективу (газу) ничего, кроме некоторого достаточно большого числа молекул, не добавлялось к исходной системе, никаких «субстанций», никаких «скрытых качеств» и тому подобных вещей. В вещественном отношении в газе нет ничего, кроме движущихся молекул, и вместе с тем газ не есть простая сумма этих молекул.

Выражение «ничего в вещественном отношении» употребляется здесь и далее в смысле добавления к системе каких-либо иных вещественных образований, кроме исходных составных частей системы, играющих роль носителей данного типа взаимодействия. Например, в газе нет никакого особого «расширительного вещества», которое обусловливало бы своим присутствием его упругие свойства.

Если бы газ был простой суммой молекул, то он носил бы тогда такой же механический характер, как и отдельная молекула или пара механически соударяющихся молекул; разница была бы только в масштабе: то, что касалось индивидуума, т. е. отдельной молекулы, следовало бы повторить, скажем, 10²² раз. Например, весовая масса газа, взятого при постоянной температуре, есть такое именно свойство.

Но свойства давления и температуры носят существенно отличный характер. Они выражают результат общего взаимодействия, т. е. совокупности соударений всех молекул, входящих в данный коллектив, их совокупное состояние в данном коллективе, который ведет себя в силу этого не как простая сумма частиц, а как нечто связное, целое, внутренне единое.

Новым по отношению к отдельным молекулам при образовании из них газа как раз и является их коллективное взаимодействие, и только оно одно. Законы термодинамики газов являются, по сути дела, законами взаимодействия (т. е. совокупности соударений) всех молекул, образующих данную термодинамическую систему; внутренняя целостность такой системы и вместе с тем ее качественная определенность как раз и обусловлены существованием такого рода взаимодействия (в данном случае — соударений). Последнее и обусловливает собой специфически своеобразную форму движения материи (тепловую), которая соответствует тому виду материи, каким является коллектив материальных частиц, в данном случае свободно движущихся молекул.

Появление нового качества (газа) с присущей ему новой — по сравнению с механическим движением отдельных молекул — формой движения (тепловой) происходит в порядке перехода количественных изменений в качественные. У одной молекулы, у двух, трех и т. д. молекул это новое качество еще не обнаруживается; пока молекул немного, они ведут себя все вместе как простая сумма механических частиц; но при достаточном увеличении их числа начинает обнаруживаться закономерность их пространственного и энергетического статистического распределения, а вместе с нею и новое качество, присущее газу как коллективу молекул. В результате совершается переход от отдельных молекул к весьма еще разреженному газу и, соответственно, от механической формы движения к тепловой.

В дальнейшем нам придется неоднократно возвращаться к этому сравнительно простому случаю, когда при количественном увеличении числа объектов, обладающих одной формой движения, на известной ступени этого увеличения совершается переход к новой форме движения, которая качественно отличается от исходной, присущей тем объектам, число которых увеличивалось. Ибо взаимодействие, присущее целому коллективу тех или иных индивидуумов, может обнаружиться лишь при определенном для каждого случая числе индивидуумов, из которых он образуется,

С этим, как будет показано ниже, связан и вопрос о том, каким образом взаимодействие представляет собой основу качественной определенности более высоких, «надмеханических», форм движения материи в природе.

С анализом взаимодействия связана характеристика аддитивных и неаддитивных свойств и признаков тел. Когда из некоторого, достаточно большого числа отдельных индивидуумов, — какого именно числа, это зависит от природы данного объекта, — возникает качественно новое образование в виде их коллектива, то при этом наблюдается двоякое изменение в свойствах; одни из них растут по своему количественному значению, не меняясь качественно; например, суммарная масса системы равна сумме масс индивидуумов; другие же свойства претерпевают качественное изменение, например, при переходе от отдельных молекул к газу с его температурой и давлением. Эти последние два свойства присущи только коллективу, но не отдельным индивидуумам, поскольку они связаны с взаимодействием (соударениями) всех частиц, возникающих лишь на определенной ступени увеличения их общего числа.

Как известно, первые свойства именуются аддитивными, вторые — неаддитивными. Для статистических совокупностей таким неаддитивным свойством является основное для них свойство — распределение. Именно оно представляет собой суммарное статистическое выражение взаимодействия внутри таких совокупностей, какой является рассмотренная выше совокупность гелиевых молекул в газе гелия.

Распределение молекул — пространственное или энергетическое — отражает собой неаддитивность таких свойств молекулярного газа (и вообще термодинамических систем), какими являются температура и давление. Всякая попытка игнорировать это обстоятельство неизбежно приводит к неразрешимым противоречиям и парадоксам. К числу таких парадоксов относится известный в термодинамике «парадокс Гиббса», философский анализ которого был дан автором этих строк 40 лет назад.

Распределение по самому своему существу относится не к отдельным частицам (индивидуумам), образующим данный коллектив и находящимся в определенном взаимодействии между собой, а к их коллективу как целому образованию. Для тех же самых частиц, но только разобщенных между собой, этот признак уже не имеет значения, ибо их разобщение означает уничтожение прежнего взаимодействия между ними, следовательно, той основы, которая определяет собой данную форму движения материи и связанные с нею ее закономерности и специфические свойства.

Сложные случаи взаимодействия

Мы рассмотрели простейший, можно сказать, идеальный случай взаимодействия индивидуумов, образующих благодаря этому взаимодействию коллектив (газ). Тот же в принципе ход рассуждений сохраняется и при рассмотрении других, более сложных случаев взаимодействия.

Допустим, что даны те же две молекулы гелия, как и в предыдущем случае. Допустим далее, что обе молекулы постепенно теряют свою кинетическую энергию. Тогда при столкновении их друг с другом может уже произойти не упругий удар, как раньше, а взаимное притяжение за счет действия электрических (вандерваальсовских, или молекулярных) сил, в результате чего образуется система двух, физически (но, конечно, не химически) связанных частиц, а именно, связанных электрическим взаимодействием. Когда же вместо отдельных, связанных между собой таким способом частиц мы обратимся к целой их совокупности, которая образует собой термодинамическую систему — жидкость, то эта последняя окажется в таком же точно отношении к исходной паре электрически связанных частиц, в каком находится газ по отношению к отдельным свободно движущимся в нем молекулам.

Здесь опять происходит то же самое, что и в случае образования газа: целое (жидкость) есть лишь совокупность частиц, связанных определенным взаимодействием между собой; в вещественном отношении ничего, кроме этих частиц, и, разумеется, их энергии и присущих им физических полей, в жидкости нет. Между тем свойства жидкости и ее закономерности отнюдь не представляют собой лишь количественного увеличения значения свойств отдельных частиц или повторения в увеличенном масштабе закономерности, по которой две молекулы соединяются в электрически связанную систему. Закономерности коллектива (жидкости) здесь носят такой же статистический характер с присущим этому коллективу распределением, только более сложного типа, чем то, которое наблюдается в случае газа.

Рассмотрим следующий случай. Возьмем изолированные друг от друга структурные части атома — ядро и электроны. Пока между ними не возникает определенного взаимодействия, благодаря которому образуется электронная оболочка атома, т. е. пока электроны не начнут обращаться вокруг ядра, до тех пор не существует и атома. Между тем в атоме нет ничего, кроме ядра и электронов с их массой и энергией и с их физическими полями, так что возникновение атома и соответствующей ему формы движения материи целиком и полностью обусловлено именно воздействием ранее разобщенных между собой структурных частей атома. Такое разобщение отнюдь не означает их взаимной изоляции, например, их заключения в разных, изолированных друг от друга объемах. При большом запасе кинетической энергии, следовательно, при весьма больших температурах, как это наблюдается внутри звезд, ядра существуют в «раздетом состоянии»; они полностью ионизированы, т. е. лишены своей оболочки, и движутся в общем объеме с электронами. Энергия движения частиц настолько велика, что она превышает энергию взаимодействия между ядром и электронами и приводит к полной ионизации атомов.

Сопоставляя, с одной стороны, разобщенные между собой электрически заряженные структурные части атома и, с другой, те же части, находящиеся во взаимодействии друг с другом, т. е. образующие целый атом, можно заключить, что в атоме имеются только эти его части с их массой, с их энергией и с их физическими полями и нет ничего больше этого.

Все отличие атома от суммы разобщенных электронов и ядра заключается лишь в наличии указанного взаимодействия.

Именно взаимодействие между структурными элементами атома сообщает атому его качество, его целостность, как физической системы определенного рода с соответствующей ей формой движения материи. В основе последней лежит специфическое взаимодействие частей, обусловленное самим существованием атома.

Так как здесь это взаимодействие отлично от того, которое имеет место в молекулярном газе (т. е.— от соударений множества молекул), то и специфика той и другой формы движения материи определяется соответственно этому отличию.

Сказанное позволяет сделать более общий вывод: когда из отдельных частей или индивидуумов образуется качественно новая система, как нечто целое, то ее специфика равно как и специфика соответствующей ей формы движения материи, обусловливается характером, или типом, того взаимодействия, которым связываются между собой исходные части, образуя данный коллектив или данную систему.

Во избежание неясности надо еще раз подчеркнуть, в каком смысле употребляется здесь понятие «взаимодействие». Понятие «взаимодействие» отлично от встречающегося в физике по1нятия «силы». Например, физика знает гравитационные силы, ядерные силы, электрические силы, соответственно которым в природе существуют физические поля: гравитационное, ядерное, электромагнитное. Кроме того, можно указать на механическую силу, связанную с перемещением тел в пространстве под действием сообщенного им механического движения. Эти силы лежат в основе образования более сложных форм движения материи, например, химической, молекулярно-физической и др.

Однако этими силами не исчерпывается весь характер, а главное, существо взаимодействия внутри сложной системы, образованной в конечном счете из физических частиц, несущих электрический заряд или же электронейтральных, воздействующих одна на другую через гравитационное притяжение, путем механических соударений (контакта), и т. д. В связи с этим обратимся еще раз к примеру образования газа из молекул.

Внутри газа между каждой парой молекул имеется механическое соударение, когда они сталкиваются одна с другой. (Напоминаем, что при этом мы абстрагируемся от всех прочих сопутствующих соударению явлений, а само соударение рассматриваем как чисто механическое явление.) Следовательно, между отдельными молекулами действуют лишь механические силы; между тем весь газ в целом, состоящий из механически воздействующих друг на друга молекул, находится не просто в механическом состоянии, а в термодинамическом, тепловом. Ибо совокупное взаимодействие множества молекул внутри газа, состоящее в каждом отдельном случае из их соударения, сообщает газу в целом новую качественную определенность, которой нет у молекул, взятых отдельно, изолированно друг от друга; эта определенность присуща только газу как целому.

Можно ли в данном случае сказать, что взаимодействие внутри газа сводится к механическим процессам в смысле: исчерпывается механическими силами, действующими между отдельными молекулами? Очевидно нельзя, поскольку газ, будучи термодинамической системой, не является простой механической суммой отдельных молекул. Его качественная специфика ни в коем случае не может быть зачеркнута или сведена к количественным данным, касающимся отдельных молекул.

Аналогичное положение создается и при анализе любых других форм движения материи. Одни и те же электрические силы связывают структурные части атома (электроны и ядро) в систему, именуемую атомом; затем они же соединяют сами атомы в молекулы, образуя собой химические связи, и они же в свою очередь связывают молекулы в аморфные (жидкие) или кристаллические агрегаты. Но из этого еще не следует, что все эти качественно различные виды взаимодействия частиц исчерпываются тем, что физические силы, соединяющие между собой отдельные частицы (электроны с ядром, атомы друг с другом, молекулы между собой), носят в конечном счете одинаковый с точки зрения физики характер.

Подобно тому, как газ качественно отличен от образующих его молекул, а его свойства не сводятся к механическим силам, действующим между отдельными молекулами, так и процессы, приводящие к образованию атома из ядра и электронов, молекулы — из атомов (в результате химического процесса) и кристалла или жидкости — из молекул или ионов, не сводятся к тому, что во всех этих процессах принимают участие электрические силы, связывающие между собой отдельные частицы.

В самом деле: химический процесс не исчерпывается тем, что происходит, во-первых, с отдельными электронами внутри атомов, а, во-вторых, с отдельными атомами и молекулами, взятыми вне всего реагирующего вещества, подобно тому, как тепловой процесс не исчерпывается тем, что происходит с отдельными, сталкивающимися друг с другом молекулами внутри газа.

Разумеется, если оперировать лишь с вычлененными из всей химической системы веществ отдельными молекулами, то может показаться, что самый химический процесс исчерпывается указанием на то, что в результате электрического взаимодействия произошла перегруппировка валентных электронов (или «электронного облака») в атомах, вошедших в реакцию и соединившихся между собой. В действительности же химизм процесса здесь будет представлен столь же недостаточно и неполно, как и в случае теплового движения, когда он сводится к механическому соударению какой-либо пары молекул внутри газа.

Например, при абстрактном подходе к рассмотрению химических процессов может показаться, что сущность реакции образования молекулярного водорода (H₂) из атомарного (Н) можно исчерпать, если представить, что из двух физических систем, состоящих каждая из двух тел — одного протона (р) и одного электрона (е^—), образуется новая физическая же система, состоящая уже из четырех тел—двух протонов и двух электронов:

р, е^— + р, e^— = 2р, 2е^—.

Но реально, когда совершается какой-нибудь химический процесс, в нем принимают участие, во-первых, не просто отдельные электроны, а молекулы и атомы как цельные системы, качественно отличные от входящих в них атомных ядер и электронов; во-вторых, не изолированные молекулы и атомы, а вещества, образованные большим числом частиц (числом того же порядка, как и в случае газа).

При этих условиях химический процесс столь же мало может быть исчерпан анализом физического взаимодействия между отдельными электрически заряженными частицами, как и термодинамика газа не может быть исчерпана анализом механического соударения отдельных молекул. Другими словами, в химии по сравнению с электронной физикой имеется такой же переход «количества в качество» при возрастании числа частиц, как и в термодинамике по сравнению с классической механикой.

Мы уже не говорим о таких существенных для химика, но почти совершенно недоступных для полного физического теоретического анализа факторов, как взаимодействие всей массы химически реагирующих веществ с веществами, служащими средой для данной реакции, или служащими стенками сосуда, заключающего в себе реакционную массу, и т. д. Представить себе химическую систему в виде физической модели, состоящей из отдельных ядер и электронов, связанных между собой электрическими силами, столь же невозможно, как представить газ как чисто механическую систему, написав для этой цели, согласно идее Лапласа, уравнение движения каждой отдельной молекулы, включающее в себя указание на ее начальное состояние. Однако таким путем нельзя в принципе прийти к открытию закономерности всего процесса в целом, так как этот путь дает ответ на вопрос о том, каков характер элементарного акта, входящего в суммарный процесс, но не дает ответа на вопрос, каков характер всего этого суммарного действия в целом.

Говоря о взаимодействии как основе каждой формы движения, мы имеем в виду не воздействие друг на друга отдельных частиц, составляющее элементарный акт, входящий в данную форму движения и составляющий по отношению к ней, низшую форму движения, а совокупное взаимодействие всех элементов, из которых образуется система тел как носитель изучаемой формы движения. Другими словами, мы подразумеваем под «взаимодействием» не отдельное соударение двух молекул внутри газа, а совокупность соударений всех молекул, не электрическое притяжение или отталкивание отдельных электронов, ядер или целых инов внутри вещества, а совокупность всех этих притяжений и отталкиваний внутри химически реагирующих между собой веществ и т. д.

В соответствии с этим специфику форм движения, по нашему мнению, надо искать в характере и тине того взаимодействия, благодаря которому образовался данный вид материи, играющий роль специфического носителя данной формы движения.

Градация форм движения: простые и сложные, высшие и низшие, главные и побочные

Для рассматриваемой проблемы исключительно большое значение имеет вопрос о том, какие виды материи и, соответственно, какие формы их движения следует считать простыми и низшими, а какие — сложными и высшими. В связи с этим выступают два различных разреза, в которых мы можем анализировать соотношение форм движения материи: структурный и генетический.

Для структурного разреза характерно сопоставление простого и сложного, части и целого, оплошного и составного. Следует тут же оговориться, что все эти понятия носят относительный характер, нечто является простым лишь в сравнительном смысле, ввитое по отношению к чему-то более сложному; будучи составной частью некоторой более сложной системы, это нечто может в свою очередь иметь составной характер и т. д. Структурный разрез учитывает взаимоотношение частей, сосуществующих в пространстве, т. е. отражает то, что обычно называют внутренним строением данного тела.

Для генетического разреза характерно сопоставление низшего и высшего, неразвитого и развитого, зачаточного (зародышевого) и получившего полное развитие; все эти понятия столь же относительны, как и в предыдущем случае. Если структурный разрез отвечает на вопрос, как построен данный предмет, то генетический — на вопрос, как он возник, как он образовался. Генетический подход выясняет взаимоотношения последовательных стадий, или фаз, развития данного предмета, его происхождение.

В конечном счете оба подхода совпадают и приводят к одному и тому же результату; например, структурный подход показывает, что газ состоит из отдельных, свободно двигающихся молекул, генетический — что газ возник из этих молекул, образовался из них во времени. Точно так же структурный подход предполагает выяснение, из каких частей построен атом, какова его модель, генетический же подход — выяснение того, как исторически возникает атом из голого ядра и отдельных электронов, последовательно захватываемых ядром или «остовом», т. е. то, что Бор назвал «развитием» электронной оболочки атома.

Более сложным примером применения генетического подхода может служить гипотеза химического происхождения жизни из неорганической материи. Точно так же более сложный пример применения структурного подхода показывает изучение физико-химической стороны той или иной биологической проблемы, когда рассматривается уже вполне развившийся биологический процесс. Но только тогда, когда учитываются оба подхода вместе, как дополняющие друг друга, получается верный результат.

Здесь имеет место то, о чем писал В. И. Ленин; он указывал на соотношение двух принципов материалистической диалектики, называя их «I принцип развития» и «II принцип единства»: «…Всеобщий принцип развития надо соединить, связать совместить с всеобщим принципом единства мира, природы, движения, материи etc»^[4]. Когда мы говорим о двух различных подходах к изучению объектов природы — генетическом и структурном — и о их взаимном дополнении одним другого, то, по сути дела, мы подразумеваем именно это «совмещение» принципа развития и принципа единства, которые составляют собой методологическую основу обоих указанных подходов; в свою очередь, генетический и структурный подходы служат конкретизацией обоих названных принципов применительно к исследованию вещей и явлений природы.

Установив соответствующие понятия, можно сделать некоторое обобщение путем приведения их в логическую связь между собой. Таким обобщением служит понятие поступательного развития, представляющего собой движение от простого к сложному, от низшего к высшему.

Соотношение различных форм движения материи основано, в частности, на том, что при -возникновении высшей формы движения из низшей (сложной из простой), низшая, простая форма движения не уничтожается, не исчезает, а сохраняется внутри высшей, сложной формы, но лишь теряет свою самостоятельность, подчиняясь этой более сложной, более высокой форме движения; она входит в эту высшую, сложную форму, как входит в структурном отношении часть в целое. В полном соответствии с этим можно сказать, что высшая, сложная форма движения есть результат взаимодействия между объектами, которые сами в отдельности обладают движением более простого, низшего порядка.

Сохранение и вместе с тем преодоление в высшем синтезе низшей, исходной формы, характеризуется как сохранение, или удержание, ее в «снятом» виде. Так, в газе сохраняется механическое движение (перемещение) отдельных молекул, но оно уже не играет здесь решающей роли, будучи превзойдено и преодолено более сложной формой движения — изменением состояния всего коллектива (газа), в частности, его тепловым движением, что изучается термодинамикой.

Теплота есть особая форма движения; ее можно рассматривать двояко: с макроскопической стороны, как движение и состояние всего макротела в качестве целого образования, и с микроскопической стороны, как результат движения отдельных молекул, т. е. микрочастиц, из которых состоит весь газ.

В первом случае мы отвлекаемся от внутреннего строения газа и берем его лишь как термодинамическую систему; в таком случае теплота выступает как некоторое суммарное, макроскопическое свойство этой системы, хотя она есть следствие и проявление совокупного движения множества микрочастиц, образующих данный газ. Так именно поступает классическая термодинамика. Если температура тела не изменяется при сохранении температуры внешней среды, то термодинамика рассматривает это тело как находящееся в термическом равновесии или же претерпевающее изотермические изменения. Если же температура тела изменяется при его нагревании или охлаждении, то это служит показателем, что все тело как целое претерпевает термодинамическое движение. Но в том и другом случае существуют движения микрочастиц, из которых образовано данное тело.

Следовательно, при наличии микродвижений тело как целое может находиться в макроскопическом отношении как в состоянии относительного покоя, так и в состоянии макроскопического движения. Если, например, какой-нибудь молекулярный газ рассматривается как макроскопическое образование, то для него тепловая форма движения выступает как главная; ею характеризуется специфичность того более сложного материального образования, каким является этот газ по отношению к отдельным, составляющим его молекулам; эта главная форма как раз и исследуется непосредственно при изучении термодинамики данного физического объекта.

Механическое же движение отдельных молекул, входящее в эту главную форму и связанное с ней и структурно и генетически, выступает как побочная форма движения в том именно смысле, что она не имеет здесь уже решающего значения, какое она имеет при всех механических процессах; она является побочной потому, что сохраняется здесь лишь в «снятом» виде, т. е. как утратившая свою самостоятельность и превзойденная более сложной, высшей формой, как главной в данном процессе.

В общем случае во всякой главной (при данных условиях) форме движения материи содержатся побочные формы движения, из которых она возникла в процессе развития. Можно сказать, что «побочной» (при данных условиях) будет такая форма движения, законы которой хотя и действуют в изучаемом процессе, но отодвигаются на второе место по сравнению с другими законами, присущими той форме движения, которая при этих же условиях выступает здесь в качестве главной. Так, в области процессов химической и биологической природы «механические законы хотя и продолжают действовать, но отступают на задний план перед другими, более высокими законами…»^[5]

Точно так же биологические законы хотя и продолжают действовать в отношении организма отдельного человека, но в жизни всего человеческого общества они отступают на задний план перед другими, более высокими законами, а именно, законами истории, законами социально-экономического развития.

Рассмотрение форм движения материи в разрезе соотношения простых и сложных, низших и высших, побочных и главных позволяет выяснить их структурную и генетическую (историческую) последовательность. В результате этого раскрывается ступенчатость в усложнении форм движения материи, причем, сами эти формы располагаются в общий ряд в порядке их усложнения, следовательно, их развития.

Разумеется, этот ряд не может исчерпать всех форм движения материи в области природы; тем более он не предполагает наличия какой-то абсолютно простой, исходной формы, с которой якобы началось развитие природы, ибо такой формы не существует; напротив, имеется, по выражению Ленина «бесконечность материи вглубь…»^[6]

Но в пределах уже открытых наукой и исследованных форм движения материи такой ряд выражает их взаимное соотношение как в структурном, так и генетических разрезах.

Каждый последующий член этого ряда на правах главной формы движения включает в себя все его предыдущие члены в качестве побочных для него форм движения материи; в свою очередь, он сам входит во все последующие члены того же ряда в качестве побочной по отношению к ним формы.

Общему ряду форм движения отвечает такой же точно общий ряд видов материи, являющихся «носителями» соответствующих им форм ее движения. В итоге образуется своего рода лестница развития природы, выражаемая последовательно расположенными видами материи и формами ее движения.

Каждая ступень этой лестницы представляет отдельную форму движения материи, связанную диалектическим переходом, во-первых, с предыдущей формой движения, из которой она возникла генетически и которая, как побочная, входит в нее структурно, и, во-вторых, с последующей формой движения, которая возникает генетически из данной и включает ее в себя в качестве побочной.

Допустим, что мы рассматриваем образование атомных ядер из нуклонов (протонов и нейтронов) и адекватную этому процессу ядерно-физическую форму движения материи. Допустим далее, что это будет первая ступень, с которой мы начинаем наше рассмотрение, но отнюдь не первая в ходе развития всей материи и форм ее движения. Затем мы переходим к образованию атома (с его атомной оболочкой) из электронов и образовавшегося уже ранее ядра. Тогда это будет вторая ступень, которой соответствует электрическая форма движения материи.

Из атомов образуются далее молекулы, и на этой (третьей по счету) ступени выступит химическая форма движения материи. Молекулы объединяются далее в агрегаты, начиная с газов, где они движутся свободно, и кончая жидкостями и твердыми (кристаллическими и аморфными) телами, где они связаны вандерваальсовскими (межмолекулярными) силами и силами кристаллообразования. На этой (уже четвертой) ступени действует молекулярно-физическая форма движения.

Далее следует образование горных пород из кристаллов (минералов), чему соответствует (или должна соответствовать) особая форма движения материи, которая охватывается более широким понятием геологической формы движения. Она включает в себя движения, происходящие в земной коре, процессы горообразования и другие. Однако геологические процессы обычно не принято считать за особую форму движения материи; они признаются лишь совокупностью или комплексом других форм движения, а именно, механической, физических и химической. Между тем можно и нужно говорить об особой геологической форме движения материи на том же основании, на каком говорят о химической и особенно биологической формах движения.

От химической формы движения мы можем перейти не только к более высоким формам движения материи, существующим в неживой природе, но и к высшим по отношению к ней формам движения, в которых осуществляет свое развитие живая природа. Усложнение органических (углеродистых) соединений приводит к белкам, общим способом существования которых, по определению Энгельса, является жизнь, т. е. биологическая форма движения материи.

Основные формы движения материи и градации внутри них

В пределах природы, взятой как целое, выделяются некоторые крупные области явлений, основу которых составляют определенные формы движения материи: механическая, физическая, химическая, биологическая, геологическая. Все они могут быть названы основными формами движения материи в природе, т. е. основными, в пределах естествознания. Нередко ставится вопрос о числе таких основных форм. Одни авторы полагают, что оно ограничено четырьмя указанными еще Энгельсом; другие же авторы увеличивают их число до пяти, шести и даже более.

Обычно спор о численной стороне проблемы представляется беспредметным, так как решение его зависит исключительно от того критерия, с каким тот или иной автор подходит к определению того, что такое «основная форма движения материи» и что такое «форма движения» вообще. Согласно одним определениям, кроме, обычной макрофизической формы движения, известной в XIX в., теперь следует особо выделять в качестве основной формы микрофизическую форму движения (квантово-механическую); согласно же другим определениям, обе они могут рассматриваться как разновидности одной и той же общей физической формы движения.

Точно так же, согласно одним определениям, как уже говорилось, не существует особой геологической формы движения, а имеется лишь комплексная форма, соединяющая в себе ряд других форм движения материи; согласно же другим воззрениям, такая особая форма существует, более того, она является столь же основной, как и химическая или биологическая.

Поэтому вместо того, чтобы спорить о числе основных форм движения в природе, следует глубже и всесторонне выяснить вопрос о самих понятиях «форма движения» и «основная форма движения».

В свою очередь, каждая основная форма движения материи может распадаться на несколько более частных форм; например, физическая форма движения, будучи одной из основных форм движения материи в природе, включает тепловую, электрическую, магнитную, световую формы, которые были изучены еще в XVIII—XIX вв. Механическое движение выступает и как гравитационное взаимодействие тяготеющих друг к другу масс и как механическое взаимодействие тел, пришедших в контакт между собой (соударение). Геологическая форма движения может объединять явления, происходящие внутри горных пород, равно как и крупные движения во всей земной коре.

С открытием ядерных реакций, начиная с явления естественной радиоактивности (1896), нередко возникал вопрос: следует ли считать эту область явлений особой формой движения материи или же относить ее к физической форме в прежнем ее понимании? По отношению к ранее известным физическим формам движения, например, тепловой пли электромагнитной, это была несомненно качественно новая, особая форма движения. Но она, на наш взгляд, не является самостоятельной основной формой движения, а входит как частная в общую физическую форму движения материи.

Таковы градации внутри основных форм движения материи в природе.

Сказанное позволяет глубже выяснить, как связан вопрос о соотношении форм движения материи с вопросом о взаимосвязи естественных наук.

Проблема взаимосвязи наук неразрывно связана с вопросом о соотношении форм движения материи. Сопоставление обеих проблем лежит в плоскости отношения природного объекта (формы движения материи) и его отражения в сознании человека (науки). В самом деле, как было показано в предыдущей части книги, естественные науки имеют предметом своего исследования различные формы движения, взаимосвязь же всех основных отраслей естествознания отражает ряд форм движения материи в их взаимном соотношении между собой. Иначе говоря, связь наук есть следствие и отражение реально существующей в самой природе связи форм движения материи. Вот почему к выяснению соотношения форм движения можно подойти также и через анализ соотношения естественных наук, изучающих эти формы.

Формальный подход к анализу соотношения форм движения берет внешнюю сторону этого соотношения, сополагая сами формы одну рядом с другой, но не выводя их одну из другой. При таком подходе, основанном на принципе координации, каждая форма движения независимо от ее соположения с другими его формами, может быть определена согласно каким-то признакам, взятым за существенные, определяющие ее независимо от других. Так возникают определения физической формы движения как связанной с изменением состояния тел, химической — с превращением вещества, биологической — с процессом жизнедеятельности.

Между тем, принцип субординации, позволяя выводить одну форму движения из другой, высшую из низшей, тем самым раскрывает генетические связи между ними, на основе которых можно и нужно определять каждую форму движения материи не изолированно, не как нечто обособленное, а именно с точки зрения взаимной связи и переходов всех форм движения материи друг в друга.

Трактовка реальных форм движения как соположенных друг с другом внешним образом (т. е. как «приложенных» одна к другой) приводит точно к такому же представлению о самих науках как соотносящихся между собой столь же внешним образом. И обратно: трактовка наук как приложенных механически одна к другой означает, что точно такими же приложенными друг к другу рассматриваются и сами формы движения материи в природе.

Напротив, взгляд на формы движения как возникающие одна из другой — высшая из низшей, сложная из простой — ведет непосредственно к аналогичному же взгляду и на науки как развивающиеся и вытекающие одна из другой; а такой взгляд на науку в свою очередь предполагает, что сами формы движения рассматриваются с точки зрения всеобщей связи и развития природы.

Следует только помнить, что здесь нет механического совпадения, так как отражение форм движения и их взаимного соотношения происходит в теоретически (логически) обобщенном виде и не предполагает полного соответствия в каждом частном случае каждому изгибу реального процесса. Например, на основании того, что существует физическая химия, нельзя сделать вывод, что должна существовать якобы какая-то особая «физико-химическая» форма движения материи подобно тому, как существуют физические формы движения, составляющие предмет физики, и химическая форма движения, являющаяся предметом химии. В действительности же предметом физической химии служит не какая-то самостоятельная форма движения материи, а взаимосвязь и взаимопереход двух его форм — физической и химической.

Следовательно, предметом отдельной естественной науки может служить как соответствующая ей отдельная форма движения материи, так и область перехода от одной формы движения к другой, или же, наконец, какая-нибудь одна сторона той или иной формы или форм движения, например количественная, как в случае механики макротел. Тем самым в решение задачи о взаимосвязи наук может входить также элемент абстрагирования от всего конкретного многообразия сторон данного реального процесса или форм движения материи; благодаря этому при расположении наук в ряд должен учитываться не только момент развития самих форм движения материи, идущих от простого к сложному, от низшего к высшему, но и в определенных случаях процесс познания этих форм и их связей, а также процесс воспроизведения их в нашем сознании, идущий от абстрактного к конкретному.

Взаимодействие частиц, качество и структура вещи

В чем состоит сущность качественно новой формы движения материи? Анализируя последовательный ряд форм движения материи, мы обнаруживаем, что с вещественной стороны каждая более высокая и сложная форма не заключает в себе ничего, кроме находящихся во взаимодействии материальных носителей ближайшей к ней более низкой и простой формы движения, из которой она возникает. От предыдущей по лестнице развития природы формы движения она отличается именно внутренним взаимодействием, которого не было, да и не могло быть, пока носители предыдущей формы рассматривались обособленно, вне их воздействия друг на друга.

Но само это взаимодействие происходит согласно природе и свойствам носителей более простой и низкой формы движения: молекулы соударяются по законам механики (в частности, по закону удара упругих шаров), поскольку сами они могут рассматриваться с известным приближением (и рассматриваются так классической физикой) на подобие механических систем — упругих миниатюрных шариков; электроны взаимодействуют между собой и с ядром согласно законам, которые управляют взаимодействием электрических заряженных микрочастиц, поскольку электрическими зарядами обладают и ядро и электроны. И т. д.

Но вместе с тем в самом этом взаимодействии раскрывается нечто новое, что было заключено в изолированных индивидах или компонентах лишь в виде возможности, в зародыше, подобно тому, как в неразвитой исходной форме заключена возможность дальнейшего прогресса.

Вместе с возникновением нового типа взаимодействия в ходе усложнения форм движения материи и видов материи как носителей этих форм возникает новое качество и новые закономерности, связанные с ним. Рассмотрим подробнее, как это происходит.

В вещественном отношении в атомном ядре нет ничего, кроме взаимодействующих между собой нуклонов (за исключением легкого водорода Н1, у которого ядром служит всего один протон, а потому здесь нет и взаимодействия нуклонов). Нуклоны способны распадаться, обмениваться своим состоянием друг с другом, они обладают массой и энергией определенного значения и соответствующими ядерными полями (а протоны — еще и электромагнитными полями). И в то же время ядро есть нечто качественно отличное от отдельно взятых нуклонов (нейтронов и протонов) и от их простой арифметической суммы.

Отличие это составляет, следовательно, то новое, что возникает при переходе от отдельных нуклонов к ядру; оно состоит именно в том, что в одном случае нуклоны берутся вне их взаимодействия между собой, в качестве носителей более простой, низшей формы движения материи, а в другом — в их взаимодействии между собой, представляющем более сложную, более высокую форму ее движения. Но ничего иного с вещественной стороны, кроме вступления нуклонов во взаимодействие, в атомном ядре по сравнению с исходными нуклонами нет.

То же самое относится и ко всему атому, к его атомной оболочке: ничего, кроме взаимодействия между ядром и электронами и между самими электронами, нет в вещественном отношении в нейтральном («развитом») атоме по сравнению с его исходными, структурными компонентами— ядром и отдельными электронами.

Подобное же явление наблюдается у молекул, в которых нет ничего в вещественном отношении, кроме взаимодействующих и связанных химической связью атомов; то же — у физических агрегатов, в которых нет ничего, кроме ассоциированных в физические комплексы молекул; аналогично этому в горных породах, образованных минералами, нет ничего, кроме взаимосвязанных минералов и т. д.

В веществе живого тела точно так же нет ничего, кроме взаимодействующих сложнейшим образом химических компонентов (белков и других веществ).

Таким образом, рассматривая всю лестницу форм движения материи в неживой и живой природе, мы можем сказать, что с вещественной стороны в самых высоких и сложных видах материи и формах ее движения нет ничего, кроме исходных наиболее простых из известных нам видов материи, соответствующих им физических форм движения, и последовательного ряда различных типов взаимодействия (внутриядерные взаимодействия, электрические взаимодействия в атомной оболочке, химическая связь в молекуле, межмолекулярные, вандерваальсовские силы и силы кристаллообразования в физических агрегатах, органический обмен веществ в живых телах и т. д.).

Тем не менее каждое новое по своему типу взаимодействие вызывает и обусловливает собой новую качественную ступень в развитии материи и, соответственно, — качественно новую форму ее движения. При этом имеется строго закономерная ступенчатость в образовании этих типов суммарного взаимодействия, следовательно, и форм движения материи.

Если возникает сомнение: действительно ли имеет место образование какой-то новой, специфически отличной формы движения материи из другой, ранее уже признанной за особую форму движения, то для решения этого вопроса нужно проверить следующее: имеет ли здесь место особое по своему типу взаимодействие, посредством которого материальные носители ранее известной, более простой формы движения связываются между собой в некое качественно новое образование.

Если такое специфически отличное взаимодействие отсутствует, и новое, более сложное образование можно рассматривать как простое сложение и повторение того, что уже наблюдалось на предшествующей ступени развития, т. е. как простой количественный рост ранее существовавшего, то это означает, что в данном случае не возникает новой, особой формы движения материи.

Если же есть такого рода взаимодействие, особое для данной более сложной и высокой ступени развития природы, то можно заключить, что на этой ступени образуется и новая, качественно отличная форма движения материи. Поэтому можно сказать, что каждой форме движения отвечает определенный тип взаимодействия.

Взгляд на качество как на нечто соотносительное с типом взаимодействия, лежащего в основе образования данного вида материи, может вызвать следующее возражение: ведь одинаково взаимодействовать между собой могут самые различные тела, например, электрически заряженные частицы — электроны, позитроны, мезоны, нуклоны, ядра, ионы, коллоидные частицы и т. д.; между тем качественное их различие несомненно; значит, не всегда особой форме движения материи отвечает только для нее характерный тип взаимодействия; поэтому, для того, чтобы раскрыть специфику данной формы движения, необходимо учитывать не только тип взаимодействия материальных участников данного взаимодействия, но и качественные их особенности.

Так это и следует делать, когда сопоставляются совершенно различные, непосредственно не связанные (генетически или структурно) между собой виды материи и, соответственно, формы их движения. Нас же все время интересовал иной вопрос, касавшийся одних и тех же материальных объектов, но рассматриваемых как бы в двух планах: во-первых, в виде отдельных, изолированных друг от друга тел, и, во-вторых, в взаимодействии этих же тел между собой, т. е. в виде единой сложной системы, целостность которой обусловлена как раз этим их взаимодействием.

Чем обусловлено появление нового качества при переходе от отдельного индивидуума, взятого вне остальных таких же индивидуумов, к их коллективу как чему-то целому? В данном случае (этот случай и явился предметом всего нашего рассмотрения) новое качество обязано своим возникновением только взаимодействию, существующему между данными индивидами, и только ему.

Говоря о взаимодействии тел как основе нового качества, надо помнить о том, что участвующие в этом взаимодействии частицы сами не остаются неизменными, но претерпевают иногда весьма существенные изменения и превращения вплоть до полного их разрушения. Так, повышение температуры газа, связанное с ускорением поступательного движения образующих этот газ молекул, приводит сначала к диссоциации молекул на атомы и, при дальнейшем разогревании, — к ионизации атомов, т. е. к потере ими наружных электронов; в дальнейшем это может привести к потере атомами значительной части оболочки и даже всей оболочки; в последнем случае газ будет состоять из свободных электронов и ядер, движущихся в общем объеме.

Точно так же атомы, входящие в химическое соединение друг с другом, испытывают более или менее значительные изменения, чем и обусловливается невозможность применения в данном случае механистического принципа аддитивности свойств химического соединения по отношению к свойствам его составных частей в их исходном состоянии. Применение этого принципа допустимо лишь в тех случаях, когда между составными частями системы отсутствует взаимодействие или когда это взаимодействие носит внешний, механический характер или же, наконец, когда оно ничтожно мало и от него можно отвлечься. Таким образом, этот принцип имеет очень узкую область применения, за пределами которой он теряет свое научное значение и ведет к грубому упрощенчеству.

Учитывая то, какие изменения претерпевают сами участники взаимодействия, можно выделить следующие типы взаимодействия (или типы связей) в порядке их расположения, начиная от тех случаев, когда частица ведет себя свободно внутри коллектива, и кончая теми, когда частицы претерпевают глубокие превращения в результате почти полного их взаимного слияния с уничтожением их индивидуальности:

1) на первый взгляд имеется простая совокупность (коллектив) свободно двигающихся частиц — молекулярный газ, атомарный газ, электронный газ, фотонный газ и т. д. Этот тип взаимодействия изучает статистическая физика. Аддитивность многих свойств здесь как будто очевидна. Но распределение (пространственное и энергетическое) неаддитивно, а вследствие этого неаддитивны и те свойства газа, которые с ним связаны;

2) связь между частицами носит, на первый взгляд, характер внешнего взаимодействия, не влекущего за собой изменения самих взаимодействующих частиц, но имеющего следствием ограничения степеней их свободы. Таково движение электронов вокруг ядра внутри атома или ионизация атома, состоящая в отделении от атома или присоединении к нему же готовой частицы (электрона). Такая связь, при которой сохраняется индивидуальность частиц, называлась когда-то в истории атомистики «юкстапозицией частиц»;

3) связь между частицами выступает как частичное их проникновение друг в друга с изменением исходных частиц, но лишь незначительно и лишь в наружной их области. Так взаимодействуют атомы своими валентными электронами при образовании химической связи. Аддитивность свойств здесь уже явно нарушается; но все же в своей основе взаимодействующие частицы могут быть признаны сохраняющимися без глубоких, коренных изменений;

4) происходит полное проникновение, или слияние, частиц, когда они перестают существовать в их индивидуальном виде и полностью исчезают или рождаются заново в процессе данного взаимодействия. Таковы, например, ядерные превращения, аннигиляция и рождение «пар» (электрона и позитрона). Здесь уже нет никакой юкстапозиции; аддитивность же свойств имеет место лишь в отношении тех свойств и признаков, которые подчиняются принципам сохранения.

Внутренняя структура и качество вещи

С общеметодологической точки зрения, качество вещи и форму ее движения определяют иногда через внутреннюю структуру этой вещи. Рассмотрим с этой точки зрения три качественно различные агрегатные состояния вещества: твердое, жидкое и газообразное.

В зависимости от запаса внутренней энергии одно и то же количество одних и тех же молекул может находиться в том или ином агрегатном состоянии. Переход «количества в качество» совершается в данном случае в результате притекания или потери внутренней энергии данной системой. Однако этим еще не раскрывается внутренний «механизм» превращения одного качественного состояния, например капельно-жидкого, в другое, — газообразное или кристаллическое.

Чтобы раскрыть этот «механизм», необходимо проанализировать, как под влиянием соответствующих термических изменений меняется внутренняя структура вещи: в жидкости действуют вандерваальсовские (межмолекулярные) силы сцепления, которые и обусловливают качественные особенности ее как жидкости (текучесть, способность принимать форму заключающего ее сосуда и т. д.); в газе эти силы и обусловленные ими связи между молекулами почти полностью разрываются, благодаря чему в корне изменяется физическая структура агрегатного состояния: газы не имеют определенной формы и постоянного объема, стремятся к неограниченному расширению и т. д. Аналогично можно представить изменение внутренней структуры изучаемой вещи при замерзании (кристаллизации) жидкости. Здесь также происходит изменение связей между молекулами, обусловленных электрическими силами, действующими между молекулами.

Чем же, в свою очередь, обусловливается внутренний «механизм» превращения одной структуры вещи в другую ее структуру и, соответственно, одного ее качественного состояния в другое? Очевидно, этот «механизм» обусловлен изменением характера взаимодействия между частицами, образующими своими связями и взаимными воздействиями самую структуру вещи.

Так, при одном характере взаимодействия, когда сталкиваются в основном свободно движущиеся молекулы, мы имеем дело с газообразным состоянием вещества и присущей ему простейшей структурой вещества. Связывание молекул через посредство вандерваальсовских сил меняет структуру агрегатного состояния вещества, превращая газ в жидкость, и это происходит прямо и непосредственно в результате изменения характера взаимодействия между молекулами.

Следовательно, говоря о внутренней структуре вещи, мы имеем в виду не просто образующие ее составные элементы, но и их определенное взаимодействие между собой; различие же обоих понятий («структура» и «взаимодействие») заключается лишь в том, что понятие «структура» выражает результат взаимодействия как бы статически, или, лучше сказать, в усредненном виде, а понятие «взаимодействие» выражает структуру вещи динамически, в движении ее элементов

Поэтому, структуру вещи можно определить как зафиксированное, застывшее, покоящееся взаимодействие, а взаимодействие, — как текучую, подвижную, существующую лишь в своем движении основу структуры данной вещи. Но так же, как внутренняя структура вещи выражает качество этой вещи, так его выражает и взаимодействие, обусловливающее собой и качество, и структуру вещи, а вместе с тем и соответствующую качеству этой вещи форму движения материи.

В дальнейшем, переходя непосредственно к рассмотрению вопроса о соотношении форм движения материи, мы остановимся сначала на том, как он ставился и решался в прошлом веке, а затем — как он ставится и решается в современном естествознании.