Изучение свойств вещества неизбежно приводит нас к заключению о периодичности вселенной. Обратим же внимание на свойства материи.
Мы видим бесконечное разнообразие веществ: камни, металлы, руды, минералы, воздух, вода, спирт, кожа, кости, мозги и т. д. Около ста лет тому назад стало выясняться, что все вещества состоят из соединения немногих веществ, называемых простыми. Их всего насчитывают теперь только 92. Соединение их по 2, по 3 и т. д. образует дециллионы самых разнообразных материалов. Они называются веществами сложными.
Простые тела, как и сложные, имеют вид газов, жидкостей и твёрдых тел. Золото, серебро, медь, сера, углерод, кислород, азот, бром – пример простых тел. На солнцах мы видим смеси их паров. Простые тела более всего находятся в накаленных солнцах, туманностях и не остывших еще центральных частях планет. Сложные больше находятся на поверхности планет, в твёрдой коре их и лаве (магме). В космосе по количеству преобладают простые тела.
Есть чистые сложные тела и есть смеси их. На земле больше встречаем смеси, растворы и сплавы. Например, морская соль состоит из смеси многих солей, между прочим, кухонной (соли), которая уже будет чистым сложным телом. Морская вода составлена из раствора множества газообразных, жидких и твёрдых тел в чистом сложном теле – воде. Воздух есть смесь газов и паров. Стекло – сплав чистых сложных тел. Почва – смесь раздробленных сложных сплавов. Животное есть сцепление множества смесей, растворов и сплавов поразительно сложных тел.
Очевидно все вещества космоса состоят из соединения малых частей. Как бы ни было твёрдо тело, мы можем раздробить его и даже обратить в пыль. Пылинки очень малы, но в сильный микроскоп они представляются целыми камнями определённой формы. Ясно, что их можно ещё делить на меньшие части. Вообще, делимость материи кажется беспредельной. Однако химические явления показали, что есть предел этой делимости. Последние, уже неделимые частицы называются атомами.
Выяснилось, что простое тело состоит из невидимо малых одинаковых колеблющихся атомов. Атомы разных простых тел различны и отличаются друг от друга массою. Относительная величина её изменяется от 1 до 240. У большинства простых тел атомы группируются по 2, по 3, вообще по нескольку. Такая группа атомов называется молекулой. Итак, простое тело состоит из однообразных молекул, а эти молекулы – из одинаковых атомов. Чистое сложное тело, например вода, соль, тоже состоит из молекул. Но молекула сложного тела состоит не из одинаковых атомов, потому что сложное тело есть тесное соединение (химическое, атомное) разных простых тел, у которых атомы различны по массе. Например, молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного более массивного атома кислорода. Молекула соли – из одного атома хлора и одного же атома металла натрия.
Вследствие быстрого колебательного движения атомов и молекул они не сливаются друг с другом, а находятся всегда на некотором расстоянии. Между ними всегда есть свободный промежуток, величина которого зависит от скорости их движения (то есть от температуры) и от внешнего давления.
Как в небесах материя сгруппирована в кучки-солнца, так и во всяком веществе материя расположена отдельными кучками – атомами и молекулами. Но сравнительное расстояние между ними совершенно ничтожно по отношению к сравнительным расстояниям звезд. Небо подобно страшно разреженной смеси разных газов, атомы которых отличаются по массе. Под атомами тут подразумеваются солнца и другие небесные тела.
Физические наблюдения указали также на размеры и массы атомов. Размеры атомов определяются десятимиллионными долями миллиметра. Понятно, что число их даже в разреженных газах громадно, а масса каждого ничтожна.
Объёмы самых разнообразных атомов (водород, железо, золото, платина) не очень между собою отличаются, то есть чем плотнее тело, тем плотнее и его атом. То же отчасти относится и к сложным телам.
Что же мы видим в природе – на Земле и вне её? Не считая эфира, мы находим только смеси простых и сложных тел, то есть атомы и молекулы, и больше ничего. Солнца, планеты, животные и растения на них, совершенные и несовершенные существа, ангелы и боги – все состоит из атомов. По степени сложности мы различаем:
1) простое тело, состоящее из одинаковых одноатомных или многоатомных молекул;
2) чистое сложное тело, состоящее из одинаковых молекул, каждая из которых состоит из разных атомов;
3) смеси, сплавы, растворы и сцепления простых и сложных тел.
Вещество по сложности строения даёт ещё такие категории, начиная с низших: простые тела, чистые сложные тела, органические мёртвые вещества (состоящие из ещё более сложных молекул), органические живые вещества, комбинации живых веществ, или клеточек, то есть растения, животные, человек, его более совершенные потомки и высшие существа иных миров.
Атомы и молекулы отличаются и скоростью движения. Хоть это движение даже в разрежённых газах колебательное (вследствие взаимного столкновения молекул), но скорость движения имеет вполне определённую величину. Она тем больше, чем масса молекулы меньше. Например, молекула водорода движется в 4 раза быстрее молекулы кислорода, масса которого в 16 раз больше. Вообще замечают, что живая сила, или энергия движения, каждого атома, большого и малого, одинакова (работа движения его частей не считается). Наибольшую скорость имеет водород – до 2 кило[метров] в секунду (при обыкновенной температуре). Но при повышении температуры скорость всех атомов увеличивается. Например, при увеличении абсолютной температуры в 9 раз скорость молекул водорода доходит до 6 кило[метров]. Вообще у всех веществ она увеличивается при этом в 3 раза. От этого происходит расширение всех тел, так как частицы сильнее друг от друга отталкиваются. При высокой температуре все тела обращаются в газы. Таково состояние всех тел на поверхности Солнц. Лишь в глубине их давление обращает их, может быть, в жидкости и твёрдые тела. Напротив, при понижении температуры все тела обращаются в твёрдые оттого, что отталкивающая сила слабеет и перевес берёт атомное притяжение. Если бы Солнце и планеты потеряли свою видимую скорость, то они тоже (от взаимного притяжения) слились бы между собою, как молекулы.
Атомное учение весьма упростило взгляд на строение вселенной, но всё же оно не обошлось без 92 тел, число которых, должно думать, гораздо больше. Эта сложность не удовлетворяет мыслителя. Мир должен быть ещё проще.
Свежие комментарии