Читать онлайн «Хаос и структура». Страница 183

Однако, повторяем, дело не в этом. Нас ведь интересуют не буквально математические интегралы и дифференциалы, по которым имеются десятки и сотни учебников и исследований, но логические интегралы, логические дифференциалы, логические производные. Поэтому там, где в химии применяется математический анализ в буквальном смысле, мы находим для себя как раз менее интересные проблемы. Гораздо интереснее для логики трактовать инфинитезимально самые понятия в химии, не переходя непосредственно к числам, величинам и вычислениям. Для логики имеет третьестепенный интерес вычисление скорости как производной от пути по времени (это область математики и механики, а не логики). Но для нее имеет первостепенный интерес, что самая категория скорости есть производная от пути по времени; и в этом смысле она остается для логики производной даже в тех случаях, когда эту скорость невозможно вычислить математически и когда математически не удается интегрировать ее по времени, чтобы получить путь.

С этой точки зрения общие категории химии, будучи чисто структурными, имеют для инфинитезимальной логики огромный интерес, несмотря на невозможность здесь чисто вычислительного подхода и даже именно благодаря этой невозможности. В этом смысле химия—замечательная область и какое–то царство структурного инфинитезимализма.

Правда, весь этот химический инфинитезимализм предполагает такое широкое применение в этой науке принципа непрерывности, какого она фактически не допускает в настоящее время. Однако можно с полной уверенностью утверждать, что такое всеобъемлющее применение принципа непрерывности в химии есть вопрос недалекого будущего. Антично–средневековая проблема превращения элементов в настоящее время принципиально разрешена в положительном смысле. И если еще не наблюдалось превращение решительно всех химических элементов и если наука еще очень далека от технического овладения этим превращением, то ясно, что здесь дело касается уже не принципиальной стороны вопроса. Для нас достаточно уже того, что радий в природе самостоятельно превращается в нитон, нитон—в радий А, радий А — в радий В и потом последовательно— в радий С, Д F и, наконец, G, который является изотопом свинца. Это есть не что иное, как самый настоящий распад вещества, происходящий в силу излучения определенного рода лучей. Сам радий тоже есть продукт распада еще более тяжелых элементов — урана и тория. Существует разработанное учение о скорости этих превращений, совершающихся самостоятельно в природе; и исчисляются (между прочим, огромные) промежутки времени, в течение которых происходит превращение той или иной массы данных элементов. Конечно, о всеобщей превращаемости химических элементов в настоящее время рано говорить. Но очень важно, что мы находим излучение и у металла калия, в результате какового мы получаем такой калиевый ряд элементов: калий, хлор, фосфор, алюминий, натрий, фтор, азот, бор, литий. Точно так же очень важно, что мы имеем еще подобного же рода кальциевый ряд, тоже излучающийся в результате последовательного превращения элементов: кальций, аргон, сера, кремний, магний, неон, кислород, углерод, бериллий, гелий. Всего этого материала более чем достаточно для проведения принципа непрерывности в химии, а значит, и для инфинитезимальной интерпретации структурных понятий вообще.

Ко всему этому нужно прибавить еще и то, что как раз явление структуры особенно удобно рассматривать с точки зрения метода бесконечно–малых, поскольку на нем построено огромное здание такой науки, как современная органическая химия, насчитывающая в настоящее время уже за миллион разного рода органических веществ. Эти органические вещества открываются здесь почти каждый день, и их не успевают даже регистрировать. Вещества, которые, казалось, не имеют между собою ничего общего, получают разного рода промежуточные звенья и структуры, мало похожие одна на другую, то там, то здесь сближаются. Идея непрерывности, без которой невозможно применение метода бесконечно–малых, таким образом, может считаться вполне реальной как для химии вообще, так и особенно для органической химии.

Но бросим беглый взгляд на то, что такое структура в химии.

Прежде всего известно, что всякий химический элемент—это не что иное, как та или иная система протонов и электронов. Протон — положительно заряженное ядро водорода, а электрон — отрицательно заряженная масса, вращающаяся вокруг атомного ядра. Следовательно, все химические элементы, а это значит и вся материя, есть в основе только водород, данный в той или иной структуре. Уже начальный, исходный атом, атом водорода, есть определенного рода структура: один протон и один вращающийся около него электрон. Атомный номер водорода равен единице, и с него начинается периодическая система элементов. Дальше идет гелий: заряд ядра — 2, масса ядра в 4 раза больше водорода, вращаются 2 электрона со взаимным наклоном орбит, как предполагают, в 120°. Дальше идет литий: 3 электрона, из которых два вращаются, как у гелия, а третий имеет очень удлиненную орбиту. И т. д. и т. д.

Ясно, следовательно, что различие всех элементов чисто структурное, а не непосредственно–качественное. Ибо непосредственное качество всех элементов одно и то же, а именно водород. Но раз так, то всякий химический элемент есть структурная функция водорода. И значит, можно говорить и о бесконечно–малых приращениях этого аргумента и этой функции, и об их отношении, о пределе этого отношения, т. е. о производной. Так как производная от функции есть, как мы знаем, принцип ее становления, то, во–первых, производной от всякого химического элемента является, очевидно, принцип того или иного его конкретного свойства или поведения. Наиболее ярким выражением такой химической производной является валентность, т. е. способность атома присоединять к себе различное количество других атомов, ибо способность эта, очевидно, играет основную роль в поведении атома на фоне других атомов. Валентность — великолепный пример на производную чисто структурного типа. Но это значит, что сам атом данного химического элемента, являющийся функцией водорода, есть интеграл от валентности по водороду, а каждое его отдельное конкретное свойство (атомный вес, температура плавления, температура кипения и пр.) есть дифференциал.

Во–вторых, эти же самые категории бесконечно–малого можно представить и иначе (вероятно, их можно представить еще и многими другими способами). А именно, поскольку производная от функции есть метод становления последней, а всякая структура тоже может рассматриваться как метод и предел известного рода становления, то вместо валентности в качестве производной можно выдвигать и силу структуры. Если независимое переменное у нас водород, т. е. положительно заряженное ядро водорода, т. е. протон, а функция—электрический заряд какого–нибудь элемента, то именно структурное строение всякого такого атома есть то, к чему стремится изменение протона, когда из водорода и возникает данный новый элемент. Но если структура атома, т. е. взаимоотношение протонов и электронов, есть в данном случае производная, то интегралом явится сам данный атом в полноте своих физико–химических свойств, а дифференциалом—тот же атом с тем или иным отдельным свойством.

Эта инфинитезимальная система кроется уже и в самом водороде. Если водородный атом как целое есть функция электрического заряда его ядра, то в условиях непрерывности мы получаем и соответствующую валентность водорода, в то время как самая его структура есть интеграл, а всякое реальное свойство—дифференциал.

Но метод бесконечно–малых, применимый на атоме водорода, применим и на любом химическом элементе, применим, очевидно, также и на химических соединениях, и на химических реакциях. Если считать аргументом вступающие в реакцию вещества, а функцией—результаты этой реакции, то мы уже видели, что тут можно ставить вопрос о скорости реакции, и эта скорость может пониматься здесь как самая настоящая производная (в логическом смысле слова). Но вовсе не обязательно говорить только о скорости. Производная здесь есть вообще то или иное направление химической реакции, как и в логике (мы видели) производная есть предельное направление его становления. Если так, то прежде всего опять–таки сама же структура химического соединения или химической реакции должна рассматриваться как производная от данного химического соединения или реакции. Если независимое переменное — «медь, сера, кислород», а функция — «медный купорос», то производная здесь—метод получения медного купороса, т. е. присоединение одного атома меди и одного атома серы.

Но можно эту производную понимать и иначе. Так, три основных типа химических реакций—реакции разложения, соединения и замещения — тоже являются хотя и очень общими, но, несомненно, в логическом смысле именно производными от результата химической реакции по ее реагентам. Но тогда результат химической реакции есть интеграл, а отдельные химические свойства, из которых он состоит, суть дифференциалы. Пусть из серы и железа мы получаем новое вещество, не делимое ни на серу, ни на железо, ни вообще на какие–нибудь части железа. «Сера и железо» есть тут независимое переменное, аргумент; «сернистое железо» есть функция; тип данной реакции (соединение)—производная; сернистое железо как предел суммы всех моментов данной реакции — интеграл; отдельные его свойства и отличия—дифференциалы. Все эти категории, конечно, не могут не быть отражением, т. е. повторением, того, что говорит и самая обычная химия, ибо кто же станет отрицать, что результат реакции есть функция реагентов или что из отдельных свойств этого результата складывается и сам результат? Однако тут мы вводим бесконечно–малые отношения и связи. И — самая обычная картина самой обыкновенной и элементарной химической реакции оказывается погруженной в атмосферу непрерывного становления. Только в этом одном и заключается вся новость. И так как непрерывность эта не может не быть во всякой химической реакции, то логический метод бесконечно–малых ровно ничего не создает тут нового (и это было бы фантастической метафизикой, если бы логический метод вообще что–нибудь в абсолютном смысле создавал); он только подчеркивает и оттеняет для мысли то, что и без него дано в самой материи, во всех этих химических реакциях.