Все эти явления могут существовать только в среде, частицы которой находятся в движении. Но частицы всякой известной нам среды действительно находятся в движении, и потому во всякой среде эти явления будут замечаться.
Материю, подобно силам, разделяют на два вида: весомую и невесомую. К первому относят то, что называют телами, ко второму - эфир. Прежде предполагали, что и эфир есть весомая материя. Такое предположение выводили из того умозаключения, что если бы эфир был невесом, то и все тела, составленные по новейшим гипотезам из атомов эфира же, были бы тоже невесомы. Но теперь пришли к заключению о неправильности этого умозаключения, показав возможность получения весомых частиц из частиц невесомых, и составить гипотезу о различии между весовыми и невесовыми атомами.
К главным или первичным свойствам материи относят: непроницаемость, делимость и инерцию. Понятие о непроницаемости и инерции настолько сродны нашему уму, что относительно их не было высказываемо сомнений. Что же касается делимости, то хотя и она присуща нашему уму, но относительно неё учёные расходятся. Одни говорят, что делимость материи может продолжаться бесконечно до одной математической точки. Другие говорят, что её можно производить сначала до одной частицы, не изменяя вида тела; затем, с большим уже трудом при одновременном изменении вида тела, можно частицу разделить на атомы, которые дальше уже не делятся. Можно бы было обе гипотезы согласить, допустив, что атом составляет математическую точку. Но такая гипотеза была бы чересчур абстрактна и малопонятна. Поэтому мы примем следующее математическое определение: атом есть бесконечно малая величина очень большого порядка.
К свойствам материи весомой относят удельный специфический атомный вес.
Это учение выражает два понятия: во-первых, оно предполагает, что атомы различных тел обладают разной способностью притяжения; во-вторых, что масса их, количество заключающейся в них материи может быть разное. Но так как последнее допущение не согласуется: с одной стороны, со свойством делимости материи, и с другой - со свойством непроницаемости её, - то правильнее будет удельный атомный вес объяснять согласно другой существующей гипотезе тем, что деление материи, в случае получения различного атомного веса, произведено до разных пределов. Мы будем придерживаться этой гипотезы, развив её следующим образом.
Атомы мировой материи, из которых состоят все тела, весомые и невесомые, - одинаковы между собой. Это суть первичные атомы. Атомы же весомой материи или тел - состоят каждый из нескольких первичных атомов. Масса этих сложных атомов зависит от числа входящих в их состав первичных атомов. Вся эта среда находится в постоянном движении, различие между атомами весомыми и невесомыми заключается лишь в виде движения и разных скоростях. Атомы различных тел могут обладать разной скоростью вращательного движения, чем обусловится разная степень притяжения их.
Рассуждая о весомой материи, различают тела более или менее плотные. Понятие о плотности неясно именно ввиду существования гипотезы различного атомного веса. Дело вот в чём. Если мы берём одно и то же тело под разными давлениями, в различных состояниях, то все учёные сходятся в определении плотности и говорят, что при более плотном состоянии одного и того же тела расстояния между его частицами меньше, чем при менее плотном его состоянии. Но когда сравнивают тела разнородные, то одни учёные продолжают говорить то же, только относя свои рассуждения не к частицам, а к атомам материи; другие же утверждают, что изменяются не расстояния, а массы атомов.
Мы отклонили гипотезу о разном атомном весе, как несогласную со свойствами делимости и непроницаемости материи. Равным образом в понятии о плотности мы будем придерживаться учения об изменении её только с расстоянием между атомами. Но ввиду того, что частицы тел находятся постоянно в движении, мы дадим другое более научное определение плотности, а именно скажем так: мерой плотности среды в данной точке может служит отношение времени, в продолжение которого точка бывает занята материей, ко всему времени наблюдения.
Кроме плотности в телах различают упругость их или давление, производимое ими на прикасающиеся к ним другие тела.
По отношению к газам все согласны, что упругость их определяется их плотностью и количеством движения, сообщённого их частицам. Другими словами, все признают, что давление, производимое газом, пропорционально нормальной слагающей количества движения его частиц, ударяющихся о тела, составляющие оболочку. Каждая точка этой оболочки получит число ударов, пропорциональное плотности, и сила каждого удара будет пропорциональна скорости каждого атома газа.
Те же рассуждения распространяются и на случай сжатого твёрдого тела, представляющего пружину.
Так как всякое изменение формы твёрдого тела сопровождается местными, но подчинёнными известному порядку расширениями и сжатиями его, т.е. увеличением и уменьшением его плотности, то, следовательно, напряжённое состояние пружины есть не более как изменение количества движения в различных его местах.
Представим себе две упругие перегородки и бросим между ними шар с известной скоростью так, чтобы он последовательно отражался то от одной, то от другой из них. Положим, что он при этом совершает в секунду по 20 ударов о каждую. Уменьшим теперь расстояние между перегородками вдвое. Тогда число ударов о каждую из них увеличится до 40, т.е. количество движения, совершавшееся прежде на известном пространстве, теперь производится на пространстве вдвое меньшем, и перегородки получают вдвое большее давление. Таково значение изменения формы пружины, и вообще вида всякого тела.
Задача состоит в том, чтобы узнать, к каким колебаниям способна данная среда, и определить места, в которых будут отброшены те или другие атомы, чем-либо отличающиеся от атомов среды. Отсюда мы видим, кроме того, что для весомости материи нужно только одно качество её: её атомы должны чем-либо отличаться от атомов среды. Это-то обстоятельство и заставило отказаться от предположения, будто эфир должен быть весомым. Достаточно, чтобы атомы материи состояли из нескольких атомов эфира, и чтобы каждый из них был бы вследствие этого больше атома эфира.
Представим себе следующий случай, следующее стечение обстоятельств.
1) Два атома движутся навстречу друг другу, но не по одной линии, а по двум параллельным линиям, с равной скоростью. Массы атомов, конечно, равны между собою.
2) Грани, которыми они соприкоснутся при ударе, перпендикулярны к направлению скоростей (это нужно, дабы после удара атомы не сохранили тангенциальных скоростей и не могли бы разойтись).
3) Точка приложения давления удара расположена так, что линия давления касается эллипсоидов инерции обоих атомов.
4) Главные оси инерции одного атома соответственно параллельны осям другого, и в каждом из них одна ось перпендикулярна к направлению скоростей.
Вследствие двух последних условий эти оси инерции могли бы обратиться после удара в свободные оси вращения для каждого. Но, так как они вращаться отдельно друг от друга не могут, то и будут вращаться вместе около оси, проходящей через центр удара, причём ось эта, в силу 3-го условия, сделается одной из главных осей для всей системы, и будет, следовательно, свободной осью вращенья.
Это, понятно, не есть единственный случай. Можно вообразить и другие; но для нас пока достаточно показать возможность такого факта, как соединение двух первичных атомов в одно целое.
Раз атомы соединились, нужно ещё большее стечение обстоятельств, чтобы разъединить их. Мало того: это разъединение первого и второго атома может произойти в большинстве случаев только при одновременном соединении одного из них с третьим, и, притом, соединении более тесном.
Чтобы убедиться в том, как велико должно быть стечение обстоятельств для обратного разъединения атомов, обратим внимание на то, что угловая скорость вращения атомов - бесконечно велика. В самом деле, она определится из условия равенства количества движения до и после удара, т.е. из уравнения.
2 M. г. w = 2 M. v
или
r. w = v.
где скорость поступательного движения до удара v = есть величина конечная (пропорциональная скорости света), а радиус вращения r, пропорциональный размерам атома - есть величина бесконечно малая высокого порядка. А потому, предположив даже, что r есть, величина бесконечно малая первого порядка, найдём, что угловая скорость w есть величина бесконечно большая.
Равным образом мы можем представить себе случаи, в которых не два, а несколько атомов образовали одно целое. Тогда найдём точно также, что разложение, разъединение их может произойти или при одновременной замене одного соединения другим, более прочным, или без таковой замены, в виде распадения, но как исключительный случай.
