признают, что мы не можем сделать самого обыкновенного наблюдения, не
имея никакого предварительного понятия  о  том,  что  мы  должны  наблюдать,
однако это совершенно справедливо. Вас просят прислушаться к слабому  звуку,
и оказывается, что, не имея предварительного понятия о  роде  звука,  вы  не
можете слышать его. Несколько особенный запах в вашей пище будет  оставаться
совершенно незамеченным до  тех  пор,  пока  кто-нибудь  не  обратит  вашего
внимания на это, - и тогда вы ясно отличаете этот запах. Зная своего друга в
течение нескольких лет, вы вдруг замечаете, что нос его  несколько  крив,  и
будете удивляться, что никогда не замечали этого прежде.  Эта  неспособность
наша к наблюдениям становится еще более поразительной, когда факты,  которые
мы должны наблюдать, сложны. Из ста человек, которые слышат замирающие звуки
церковного колокола, может быть, ни один не  заметит  их  сложности,  и  все
будут уверять, что звук  был  простой.  Человек,  который  не  упражнялся  в
рисовании, идя по улице, едва ли  замечает,  что  все  горизонтальные  линии
стен, окон, ворот, крыш кажутся сходящимися на известном расстоянии  в  одну
точку, - факт, который после  нескольких  уроков  о  перспективе  становится
довольно ясным.
     Может быть, мне удастся яснее всего доказать эту необходимость гипотез,
как условия для лучшего понимания, если  расскажу  отчасти  то,  что  я  сам
испытал относительно цвета теней.
     Китайская тушь была краска, которую я постоянно  употреблял  в  детстве
для наведения тени. Спросите всякого, не посвященного в теорию искусства или
не успевшего подумать о нем, какого цвета  бывает  тень,  и  тотчас  же  вам
ответят - черного. Так думают все непосвященные; так думал и я, ни  разу  не
усомнившись  до  восемнадцати  лет.  В  эти  годы  мне  нередко  приходилось
сталкиваться с одним артистом-дилетантом, и, к величайшему моему  удивлению,
я услышал от него, что тень бывает  не  черного,  а  нейтрального  цвета.  Я
весьма сильно сопротивлялся этому новому для меня учению. Отлично помню, что
я отрицал его и, в подтверждение справедливости отрицания, приводил всю свою
опытность. Помню также, что спор этот  продолжался  долго;  и  только  после
того, как мой друг неоднократно обращал мое внимание на различные примеры  в
природе, я наконец сдался. Несмотря на то что я прежде видел мириады  теней,
однако по той причине, что в большей части случаев цвет тени приближается  в
черному, я" был неспособен, при отсутствии гипотезы, заметить, что в  других
случаях он является заметно отличным от черного.
     Этого преобразованного учения я  держался  в  течение  нескольких  лет.
Правда, временами я замечал, что тон нейтрального цвета  весьма  значительно
изменялся в различных тенях-, но эти оттенки  не  могли  еще  ниспровергнуть
моей веры в догмат. Между тем  случайно  в  популярном  сочинении  по  части
оптики я встретился с положением, что цвет тени есть  всегда  дополнительный
цвет света, бросающего ее. Не зная  причины  приведенного  закона,  который,
кроме того, казался противным моему установившемуся убеждению, я должен  был
заняться изучением этого предмета со стороны причинности. Отчего бывают тени
цветные? и что обусловливает их цвет? - были вопросы, которые  явились  сами
собой. Приискивая  на  них  ответы,  я  тотчас  уяснил  себе,  что  так  как
пространство, находящееся  в  тени,  есть  то  пространство,  в  которое  не
достигает  прямой  свет  и  в  которое  падает  косвенный  свет  (отражаемый
окружающими предметами, облаками и небом), то в  цвет  тени  должен  входить
цвет каждой вещи, которая может или испускать лучи, или отражать свет в нее.
Следовательно, цвет тени должен быть  средним  цветом  рассеянного  света  и
должен изменяться, как это и бывает, вместе с цветами всех окружающих вещей.
Таким образом объяснилось непостоянство,  которое  я  замечал;  и  я  тотчас
признал в природе то, что предполагает теория, - именно, что тень, смотря по
обстоятельствам, может быть всякого цвета. При ясном небе и  в  местах,  где
нет дерев, заборов, домов и т.  п.  предметов,  тень  бывает  чисто-голубого
цвета. Во время красного захода солнца смесь  желтого  света,  падающего  от
верхней части западного неба, с голубым светом от восточного неба производит
зеленые тени. Подойдите поближе к газовому фонарю в лунную ночь, и окажется,
что карандаш, помещенный перпендикулярно к листу бумаги,  будет  отбрасывать
пурпурно-голубую  тень  и  желто-серую  тень,  производимые  газом  и  луной
отдельно. Существуют условия, которые описывать здесь было бы слишком долго,
но при которых две части одной и той  же  тени  окрашиваются  различно.  Все
подобные факты стали очевидными для меня тотчас, как я узнал, что они должны
существовать.
     Таким  образом,  относительно  известного  простого  явления,   которое
встречается ежечасно, представляются  тут  три  последовательных  убеждения;
каждое из них основывалось на целых годах наблюдений;  каждое  из  них  было
принимаемо с полным доверием и между тем только одно из них - как я  полагаю
теперь - верно. Без помощи первой гипотезы я,  вероятно,  оставался  бы  при
общем убеждении, что тени черны. Без помощи другой я, вероятно, оставался бы
при убеждении наполовину истинном - что они нейтрального цвета.
     Не ясно ли становится после этого, что наблюдение есть дело  отнюдь  не
легкое? С одной стороны, если мы  имеем  предвзятое  мнение,  то  становимся
расположенными видеть вещи не совершенно так, как они есть, а как мы  думаем
о них. С другой стороны, без предвзятого мнения мы  делаемся  расположенными
не замечать многого, что должны были бы видеть. А между тем  мы  должны  или
иметь предвзятое мнение, или не иметь никакого мнения. Поэтому очевидно, что
все наши наблюдения, исключая тех, которые  производятся  под  влиянием  уже
установленных  и  истинных  теорий,  рискуют  оказаться   извращенными   или
неполными.
     Остается только заметить,  что  если  наши  наблюдения  несовершенны  в
случаях, подобных предыдущим, где вещи постоянны и где мы можем неоднократно
и даже постоянно смотреть на них, то до  какой  степени  более  несовершенны
должны быть наши наблюдения в тех случаях, когда  вещи  состоят  из  сложных
процессов, изменений  или  действий  и  когда  каждый  из  них  представляет
последовательные фазисы, которые, если не были точно наблюдаемы в момент  их
отдельного проявления, вовсе никогда не могут быть наблюдены. Здесь шансы  к
ошибкам неизмеримо увеличиваются. А когда вдобавок существует еще  некоторое
нравственное возбуждение,  когда,  как  в  опытах  над  стучащими  духами  и
столовращениями, ум как-то особенно парализуется страхом или чудом, -  тогда
точное наблюдение становится почти невозможным.


VI
                          ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО?
                     (Впервые напечатано в "The Reader"
                 19 ноября 1864 г.). Перевод Л. Б. Хавкиной
                     Под редакцией проф. А. П. Шимкова


     За последние годы вряд ли кто-нибудь из компетентных физиков употреблял
термин "электрическая жидкость" иначе как в условном  смысле.  Различая  два
рода электричества: "положительное" и  "отрицательное"  или  "стеклянное"  и
"смоляное",  они  пользовались  этими  названиями  только  как   подходящими
символами, а  не  как  определениями  особых  сущностей.  Теперь  же,  когда
доказано, что тепло и свет - виды движения, стало  ясно,  что  все  подобные
проявления  силы  должны  быть  особыми  видами  движения.  Вопрос,  значит,
сводится к тому, каким видом  движения  обусловливается  электричество?  Что
здесь дело идет о каких-то  колебаниях  частиц,  не  сходных  с  колебаниями
частиц в светящихся телах, с этим согласится, вероятно, всякий, кто знаком с
новейшими открытиями. Не можем  ли  мы  предположить,  что,  помимо  простых
колебаний молекул, от которых происходит свет и тепло, бывают иногда  еще  и
сложные?  Посмотрим,  не  способны  ли  условия,  при   которых   появляется
электричество, вызвать сложных колебаний и не представляет ли  само  явление
электричества того, что должно происходить при сложных колебаниях.
     Появлению  электричества  всегда  предшествует   непосредственное   или
посредственное соприкосновение веществ, разнородных или по  составу  или  по
состоянию частиц. Итак, если электричество есть какой-то  вид  молекулярного
движения и ему всегда предшествует соприкосновение веществ  с  неодинаковыми
молекулами  или  с  молекулами  в  неодинаковых  состояниях,  то  мы  должны
заключить, что электричество происходит от какого-то взаимодействия молекул,
имеющих неодинаковые движения.  В  чем  же  должно  состоять  взаимодействие
молекул  с  неодинаковыми  движениями,  которое,  как  мы   видели,   всегда
предшествует электрической дистурбации,  Ответ  на  этот  вопрос  не  трудно
найти, если рассмотреть  простейший  случай  происхождения  электричества  -
через соприкосновение разнородных тел.
     Когда  накладывают  одну  на  другую   две   однородные   металлические
пластинки, имеющие одинаковую температуру, то электрического возбуждения  не
получается, но если наложенные пластинки  разнородны  по  веществам  или  по
температуре, то электричество развивается.
     Это прежде считалось странным явлением,  настолько  странным,  что  его
даже сильно оспаривали, так как оно противоречило всем существовавшим  тогда
представлениям.  Однако   оно   сразу   объясняется   той   гипотезой,   что
электричество происходит от взаимной дистурбации  неодинаковых  молекулярных
движений. И  в  самом  деле,  при  соприкосновении  однородных  металлов  их
соответственные частицы, колеблясь равномерно,  действуют  взаимно  одни  на
другие, но не вызывают этим колебаний  нового  порядка;  если  же  колебания
частиц одного  тела  отличаются  по  своей  продолжительности  от  колебаний
другого тела, то взаимные столкновения или встречи частиц будут  происходить
не в те периоды, как колебания частиц того или другого тела.  Это  порождает
совершенно новый ритм, который гораздо длиннее, чем каждый из периодов  двух
отдельно взятых тел. Наилучшей иллюстрацией того, что происходит  при  этом,
может служить образование так называемых "ударений" звука. Известно, что две
струны,  колеблющиеся  в  различные  периоды,  время  от  времени   образуют
воздушные волны в одном и том направлении и в один и тот  же  момент;  затем
совпадение колебаний мало-помалу изменяется, они  расходятся  и  совершаются
зараз   по   противоположным   направлениям,   вызывая    воздушные    волны
противоположного состояния,  которые  ослабляют  друг  друга;  далее,  снова
приходя к согласованию, они опять дают совпадающие и  складывающиеся  волны.
Если периоды  этих  колебаний  хотя  бы  немного  различны,  то  потребуется
заметный промежуток времени  для  того,  чтобы  последовало  чередование  их
совпадений и несовпадений; в звуке же слышатся чередования то усиленного, то
ослабленного звука Другими словами,  кроме  первоначальных  простых  волн  с
коротким периодом, образующих два первоначальных звука, получается  еще  ряд
медленных  сложных   волн,   обусловленных   повторными   столкновениями   и
совпадениями первых. Вместо двух струн, передающих свои колебания в  воздух,
можно рассматривать эти же струны, как сообщающие свои колебания друг другу,
и  тогда  получится  такое  же  чередование  совпадающих   и   несовпадающих
сотрясений струн.
     Если бы каждая из двух струн была соединена с  группой  ей  подобных  и
могла бы сообщать соседним струнам как собственные,  первоначальные,  так  и
измененные колебания, то, очевидно, каждая из струнных групп,  помимо  своих
простых  быстрых  колебаний,  производила  бы  еще  ту  или  другую  сложную
колебательную волну. Этот пример, думается мне, показывает, что  если  массу
молекул, имеющих известный период колебаний, привести  в  соприкосновение  с
другой массой молекул, имеющих другой  период  колебаний,  то  совпадение  и
несовпадение их движений должно чередоваться и частицы должны попеременно то
увеличивать, то уменьшать размахи своих колебаний. По временам колебательные
движения совершаются в одном направлении,  а  в  промежуточные  моменты  они
совершаются в противоположных направлениях; вследствие этого будут наступать
попеременно  периоды  наибольшего  и  наименьшего  отклонения  от   обычного
положения  частиц.  Эти  наибольшие  и  наименьшие  отклонения,  передаваясь
соседним частицам, а от  них  следующим,  порождают  пертурбационные  волны,
которые распространяются по каждому телу. Теперь посмотрим, каково  взаимное
отношение этих волн. Так как действие и противодействие равны между собой  и
противоположны по своим направлениям, то  всякое  влияние,  которое  частицы
тела  А  оказывают  на  ближайшую  частицу  тела  В,  должно  сопровождаться
соответственным обратным влиянием второй на  первую.  Если  частицы  тела  А
движутся так, что сообщают частицам тела В увеличенную скорость в  известном
направлении, то скорость частицы А в этом же направлении уменьшится в  такой
же  мере.  Другими  словами,  для   каждой   волны   ускоренного   движения,
распространяющейся  по  частицам   тела   В,   должна   образоваться   волна
противодействия (реакции), в виде замедленного движения,  распространяющаяся
в противоположном направлении по частицам А.  Следует  заметить  два  важных
вывода, вытекающих из этого. Всякое прибавление движения, которое в один  из
очередных   периодов   сообщается   от   частиц   А   частицам   В,   должно
распространяться через В в направлении от А; в то же время должно  произойти
уменьшение движения  в  частицах  А  которое  распространяется  через  А,  в
направлении от В. Каждой растущей волне, проходящей через одно тело,  должна
соответствовать убывающая волна, проходящая через другое; эти  положительные
и отрицательные волны точно совпадают  по  времени  и  совершенно  равны  по
величине. Отсюда же следует,  что  если  эти  волны,  распространяющиеся  по
противоположным направлениям  от  поверхностей  соприкосновения  двух  масс,
будут приведены в соединение между собою, то они взаимно уничтожатся. А  так
как действие и противодействие равны  и  противоположны,  то,  если  сложить
движения частиц плюс и минус, они взаимно уничтожатся,  и  равновесие  будет
восстановлено. Положительные и  отрицательные  пертурбационные  волны  легко
проходят по обоим телам от частицы к  частице.  Доказано,  что  частицы  тел
поглощают те колебания или волны, которые имеют одинаковые с ними периоды, и
при этом их собственные колебания усиливаются, но  они  не  могут  поглощать
колебаний, имеющих неодинаковые с ними периоды. Поэтому  сложные  колебания,
которые гораздо продолжительнее, чем  собственные  колебания  частиц,  легко
проходят через массу тел,  или  тело  проводит  их.  Далее,  если  два  тела
остаются  в  соприкосновении,  то  положительные  и   отрицательные   волны,
образующиеся  от  взаимодействия  частиц  двух  тел,   распространяются   от
поверхности их соприкосновения по противоположным направлениям  и,  достигая
внешних поверхностей обеих масс, отражаются оттуда;  возвращаясь  обратно  к
поверхности соприкосновения, они  встречаются  и  взаимно  уничтожаются.  На
проволоке,  соединяющей  внешние  поверхности  двух   тел,   не   получается
электрического тока, потому что взаимное уничтожение волн совершается  легко
в самых телах при возвращении волн через  сами  тела.  Однако,  несмотря  на
отсутствие тока в таком наружном проводнике, тела  будут  находиться  в  так
называемых  противоположных  электрических  состояниях,   и   чувствительный
электрометр  покажет  это.  Если  их   разъединить,   то   положительные   и
отрицательные волны, которые перед тем распространялись  по  ним,  не  будут
взаимно уничтожаться, и  тела  проявят  свое  противоположное  электрическое
состояние в более наглядной форме. Остающиеся положительные и  отрицательные
волны будут взаимно уничтожаться на помещенном между ними проводнике, причем
плюс волн, сообщенных проводнику от одного тела, и  минус  волн,  сообщенных
ему от другого, при встрече будут уничтожаться; проводник же представит путь
наименьшего сопротивления для волн, распространяющихся от каждого тела.
     Перейдем теперь к  явлению  термоэлектричества.  Предположим,  что  две
металлические массы нагреты на поверхностях соприкосновения, причем форма их
такова, что поверхности соприкосновения можно нагреть сильно, в то время как
более отдаленные части не нагреются заметно. Что выйдет? Тиндаль показал  на
различных газах и жидкостях, что  если,  при  равенстве  остальных  условий,
частицы сообщают телам большее количество того  нечувствительного  движения,
которое мы называем теплом, то периоды колебаний  не  изменяются,  а  только
возрастает амплитуда колебаний, частицы совершают больший путь в те же самые
промежутки времени. Допустим, что это имеет место и для твердых  тел;  тогда
окажется, что при нагревании двух металлов на  поверхностях  соприкосновения
получится  такой  же  результат,  как  и  прежде,  относительно  свойств   и
промежутков сложных, дифференциальных волн; перемена, однако,  произойдет  в
направлении  этих  волн:  два  рода  частиц,  каждый  порознь,   приобретают
ускоренное движение, через это и их взаимные  пертурбации  также  возрастут.
Усиленные положительные и отрицательные  волны  дифференциального  движения,
как  и  прежде,  будут  проходить  через  каждое  тело  по  направлению   от
поверхностей соприкосновения, т. е. к холодным краям тел. От холодных  краев
они по-прежнему,  будут  стремиться  к  взаимному  уравновешиванию.  Но  они
встретят  сопротивление  на  обратном  пути.  Доказано,  что  с   повышением
температуры уменьшается проводимость металла для электричества.  Итак,  если
холодные края двух масс соединить посредством третьей массы, частицы которой
могут свободно передавать эти дифференциальные колебания, т е. если эти края
соединить  проводником,  то  положительные  и  отрицательные   волны   будут
встречаться  и  взаимно  уничтожаться  на  проводнике,  вместо  того   чтобы
отражаться  обратно  к  поверхностям   соприкосновения.   Другими   словами,
установится ток на проволоке, соединяющей холодные края наших  металлических
тел.  Для  дальнейшего  рассуждения  нам  необходимо  объяснить,  что  такое
термоэлектрический столбик. Если спаять концами ряд пластинок  из  различных
металлов, например сурьмы и висмута, в последовательном порядке: АВ, АВ,  АВ
и т. д., -  то,  пока  они  холодны,  электрического  тока  не  будет.  Если
одинаково нагреть все спайки, то также не появится признаков  электрического
тока,  помимо  того,  который  может   быть   вызван   относительно   низкой
температурой обоих краев сложной пластинки. Но  если  нагреть  спайки  через
одну, то на проволоке, соединяющей  оба  края  сложной  пластинки,  появится
электрический ток, и довольно сильный, соответственно числу  пар.  Какая  же
тут  причина?  Очевидно,  пока  спайки  сохраняли  одинаковую   температуру,
дифференциальные  волны,  распространяющиеся  от  каждой   спайки   к   двум
ближайшим, были равны и противоположны тем, которые  исходили  от  ближайших
спаек обратно, и поэтому дистурбации не было. Но если нагревать спайки через
одну, то положительные  и  отрицательные  волны,  исходящие  от  них,  будут
сильнее, чем волны, исходящие от  других  ненагретых  спаек.  Поэтому,  если
нагреть спайку пластинки А с пластинкой В,  то  другой,  не  нагретый,  край
пластинки В, спаянный с А, воспримет более сильную  дифференциальную  волну,
чем та, которую он отошлет назад. К волне, которую ее молекулы  в  противном
случае ввели бы в молекулы А2, присоединяется еще эффект, который она  несет
от А1. Этот  особенный  импульс,  распространяющийся  до  другого  края  В2,
присоединяется к импульсу, который нагретые молекулы иначе передали бы А3, и
т. д. по всему