Сборник № 2. Борьба за физическое мировоззрение - [52]

Эти простые замечания показывают нам уже, как вместо того, чтобы рассуждать па обыкновенном языке о теплом, можно применить к градусам температуры символы алгебры. Вместо того, чтобы говорить, что некоторое тело так же тепло, более тепло или менее тепло, чем другое тело, мы будем писать, что первое имеет столько же, больше или меньше градусов температуры, чем второе.

Теперь мы понимаем, что можно изложить теорию, в которой будет говориться о теплом, не в виде философского трактата (на подобие тех схоластических рассуждений, куда так легко могли забраться всякого рода неясность и путаница), а в виде ряда алгебраических уравнений и неравенств, представляющих высшую, достижимую человеческим умом, степень ясности и точности.

Но одного употребления алгебраических знаков, с помощью которых мы могли бы трактовать о теплом ясно и точно, но вместе с тем абстрактно и обще, еще мало. Необходимо еще уметь переходить от наших абстрактных и общих положений к конкретным и частным истинам, необходимо, чтобы мы могли сравнивать следствия из наших теорий с данными опыта, ибо контроль опыта составляет для физической теории единственный критерий истины.

Этот переход от абстрактного к конкретному, от общего к частному был бы невозможен, если бы мы знали только, что каждой интенсивности теплоты некоторого тела можно отнести градус температуры и что градус этот поднимается вместе с ростом интенсивности. Необходима еще наличность известного практического правила, дающего нам численное значение градуса температуры некоторого, имеющегося у нас реально, тела, – необходимо, чтобы известный инструмент, соединенный определенным образом с телом, указывал бы этот градус. Математические формулы, в которых фигурирует буква Т, символ температуры, приобретают физический смысл лишь благодаря выбору термометра.

Употребление выбранного нами термометра подчинено известным правилам и условиям. Оно требует, например, чтобы температура испытуемого тела была однообразна, чтобы она оставалась постоянной в течение некоторого времени, чтобы она не была ни слишком высокой, ни слишком низкой. Указания даже наисовершеннейшего термометра не абсолютно точны, а приближенны; для двух разных, но очень близких между собою интенсивностей теплоты инструмент этот не дает двух отличимых друг от друга указаний; для некоторой определенной интенсивности теплоты он не дает одного единственного градуса температуры, но все градусы температуры, заключенные между двумя пределами, промежуток меж которыми ускользает от наших средств наблюдения.

Следовательно, с помощью термометра нельзя будет сравнить с опытом всех следствий из теории, но только некоторые из них; так, например, те, которые имеют отношение к температурам, меняющимся от одной точки к другой или от одного момента к другому, или те, которые касаются слишком теплых или слишком холодных тел, останутся вне прямого контроля фактов. Но и в тех случаях даже, когда сравнение будет возможно, оно не всегда будет абсолютно строго; его точность будет ограничена и будет зависеть от степени точности термометра. Тем не менее этот инструмент позволит нам перейти от абстрактных и общих положений, формулируемых теорией, к конкретным и частным суждениям, доставляемым опытом. Этот переход будет возможен в тем большем количестве случаев, чем шире станут условия закономерного применения термометра; и будет он производиться с тем большей уверенностью, чем точнее будет термометр. Благодаря определению и употреблению термометра теория получает физический смысл; ее можно начать проверять и применять.

То, что мы сказали касательно качества тел быть теплыми и касательно символического представления его с помощью числа, градуса температуры, то – mutatis mutandis – можно повторить относительно всех качеств, привлекающих внимание физика; относительно электризации, намагничения, диэлектрической поляризации, освещения53. Анализ фактов опыта ведет к образованию абстрактного понятия более или менее интенсивного качества; с этим качеством мы соединяем соответственный численный символ, значение которого тем больше, чем интенсивнее качество; это соответствие, возможность которого утверждается совершенно общим образом, оправдывается практически – для обширной категории случаев – путем употребления известного инструмента; с помощью этого инструмента мы определяем приблизительно численное значение символа, соответствующее данному фактически качеству. Если бы не было известного приема измерения, то определение физической величины, символизирующей некоторое качество, было бы неполно и лишено смысла. Только наличность этого приема делает возможным переход от общей и абстрактной алгебраической формулы, выражающей какой-нибудь закон теоретической физики, к конкретному и частному качественному факту, к которому хотят применить этот закон.

Эти принципы были развиты уже полвека тому назад Рэнкином54в малоизвестном небольшом очерке, в котором вскрыта истинная природа странной науки, называемой физикой, – экспериментальной науки о телесных качествах и в то же время науки, развивающейся в виде ряда алгебраических выкладок.