Доклад академика Н. Н. СЕМЕНОВА

Мы собрались сегодня, чтобы отметить 150-летие со дня рождения Карла Маркса — величайшего революционера, основоположника научно­го коммунизма, страстного борца за освобождение рабочего класса и всех трудящихся масс, могучего мыслителя и ученого, обогатившего науку от­крытием и разработкой материалистической диалектики. Будучи методом нашего познания, человеческого мышления, она одинаково применима к развитию всех наук, как общественных, так и естественных. Диалектиче­ский материализм лежит в основе сознательных преобразований общест­ва, его производства и культуры.

Соратник Маркса Ф. Энгельс в наибольшей степени способствовал развитию и применению марксистского диалектического метода к пробле­мам естествознания.

В. И. Ленин творчески развил марксистскую теорию применительно к новым условиям общественной жизни, на практике осуществил идеи Маркса.

Подобно Марксу и Энгельсу, Ленин обладал широчайшим диапазоном интересов. Так, он первый дал блестящий диалектико-материалистический анализ новых открытий физики начала XX в. и вскрыл суть новейшей ре­волюции в естествознании. Ленин был не только основателем нашего государства, но и организатором нашей отечественной науки. До револю­ции в России были отдельные гениальные ученые и не было сколько-ни­будь сплошного фронта развития естественных наук, условий для его фор­мирования. Ленин отчетливо понимал, что надо самым быстрейшим обра­зом развивать этот сплошной фронт естественных наук, который должен стать теоретической (или фундаментальной) основой будущего развития техники и промышленности страны социализма. Уже в 1918—1920 гг. на­чали организовываться институты математики, физики, химии, физиоло­гии, аэродинамики и многих других фундаментальных наук.

Ленин был великим марксистом. А марксисты во всех своих практи­ческих делах исходят из научных принципов. Великие победы рабочего класса в борьбе за свое освобождение стали возможны только на основе марксистско-ленинского учения.

В своих гениальных трудах Ленин дал блестящий образец творческого подхода к развитию философии. Вместе с тем он наметил грандиозный план дальнейшей всесторонней разработки материалистической диалекти­ки на основе обобщения истории науки и техники, новейших открытий естествознания и общественных наук.

Ленинский завет налаживать и крепить союз философии и естество­знания, одинаково необходимый для обоих союзников, предполагает яс­ное представление о том, чем они могут и должны обогащать друг друга.

Вдумываясь в этот вопрос, неизбежно приходишь к выводу, что самым пенным завоеванием, которым может и должна поделиться с естествозна­нием философия, является прежде всего марксистский диалектический метод мышления. С этой точки зрения философия и выступает прежде всего как Логика с большой буквы, как теория познания, соответствую­щая современному уровню развития и запросов естественных и социаль­но-исторических наук XX в.

МАРКСИСТСКО-ЛЕНИНСКАЯ ФИЛОСОФИЯ И ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

Именно в этом Ленин видел главный принцип диалектического мате­риализма. В наиболее категоричной форме он, в согласии с Энгельсом, выразил это свое понимание в следующих словах: «Диалектический мате­риализм «не нуждается ни в какой философии, стоящей над прочими науками». От прежней философии остается «учение о мышлении и его законах — формальная логика и диалектика». А диалектика, в понимании Маркса и согласно также Гегелю, включает в себя то, что ныне зовут теорией познания, гносеологией...».

Очевидно, только при таком понимании философии можно всерьез го­ворить о союзе, добровольном и плодотворном сотрудничестве философшт и естествознания в познании и преобразовании мира. И, пожалуй, все те отрицательные тенденции, которые так или иначе омрачали взаимоотно­шения философов и естествоиспытателей, вполне объясняются отходом от ленинского понимания философии, ее предмета и тем самым ее роли в развитии научного миропонимания.

Свою активную роль в развитии научного мировоззрения философия может играть только в том случае, если она сама будет выступать в ряду других наук как их полноправная сотрудница, то есть как особая наука со своим четко очерченным предметом исследования, подлежащим такому же тщательному и конкретному изучению, как и предмет любой другой науки.

Совершенно ясно, что этим предметом не может быть «мир в целом», как утверждают нередко некоторые философы, ибо мир в целом познает­ся всей системой естественных и общественных наук. Такое представле­ние делает философию практически беспредметной.

Представление о философии как об особой науке про «мир в целом» было понятно и оправдано в те времена, когда находившиеся еще во мла­денчестве естественные и общественные науки не только не давали, но даже и не пытались давать продуманное и конкретное понимание мира и человека. Философия в этих условиях вынуждена была своими средства­ми компенсировать недостаточную развитость конкретных наук, строить особое — «философское»—мировоззрение, стоящее рядом с конкретно научными знаниями и даже над ними. Однако это время давно прошло.

Уже во второй половине XIX в. сами естественные и общественные науки созрели настолько, чтобы своими силами нарисовать единую, связ­ную картину и окружающего мира и роли человека в нем.

Некоторые философы выражают иногда опасение: как-де можно рас­сматривать марксистско-ленинскую философию как Логику, теорию по­знания? А не поведет ли это к утрате мировоззренческого значения марк­систской философии, к умалению ее роли и даже к «отрыву философии от естествознания» ?

Если Логику понимать действительно по-ленински, то этого не надо бояться. Совсем наоборот: ведь все наши науки, вся наша культура раз­виваются с помощью мышления, основанного на человеческой практике, и потому наука о мышлении сохраняет свое всеобщее значение, свою пер­востепенную роль в развитии научного миропонимания.

Категории материалистической диалектики содержательны, они отра­жают объективный мир, его противоречия и взаимосвязи. Это не застыв­шие, а исторически развивающиеся и обогащающиеся понятия. Поэтому применение категориальной системы диалектики, диалектики как метода познания к различным областям науки способствует движению и разви­тию мысли в этих науках и благодаря этому ведет к практическому изме­нению действительности.

Революционная классовая борьба пролетариата стала осмысленной и целенаправленной только после того, как Маркс, применив метод диалек-

Н. Н. СЕМЕНОВ

тического материализма к экономическим наукам, заложил основы науч­ного коммунизма. G тех пор возникла научно обоснованная идеология ре­волюционного движения.

Представление о «мире в целом» как задаче философии подталкивает отдельных философов к сочинению абстрактно-универсальных схем, к соз­данию подновленной «натурфилософии». А это занятие, как указывалось еще Энгельсом, совершенно бесполезное, а в известных обстоятельствах даже вредное, так как подчас приводит к попыткам навязывать естество­знанию не только надуманные пути развития, но даже выводы.

Я не хочу обвинять здесь наших философов, большинство из них стоя­ло на правильных позициях, но все же у отдельных философов, да и не только у философов, имело место отрицание, и притом довольно активное, принципа относительности, кибернетики, представлений о резонансе в хи­мии, были и активные попытки философски обосновать неправильную об­щебиологическую теорию Лысенко, Презента и других стремившихся к диктату в науке.

Думаю, что это было связано с непониманием ими не только естество­знания, но и самой сути марксистско-ленинской диалектики.

Только в' союзе с диалектикой, понимаемой по-ленински — как Логики н теории познания современного материализма,— естествоиспытатели мо­гут освободиться навсегда как от поверхностно-позитивистского понима­ния результатов своей собственной работы, так и от мертвечины «натур­философии» и ее диктата.

За последние годы партия провела большую оздоровительную работу. Успешно преодолевается практика так называемых «волевых решений» в области экономики, экономической политики. В этой области проводятся серьезные научные исследования, проводятся широкие, опирающиеся на эти исследования эксперименты; возрождена практика изучения конкрет­ных социальных проблем; попытки предписывать естествознанию и даже самой природе, куда и как они должны развиваться, прекратились. Воз­никают совместные работы ученых — естественников и философов.

Естественники нередко рассуждают так: иаша-де задача — наблюдать и описывать эмпирические факты и устанавливать зависимости между ними, формулируя их на языке математики. Важно построить формально-непротиворечивую систему уравнений, а та или иная мировоззренческая интерпретация ее — это, мол, дело праздное. Пусть, дескать, этим зани­маются философы, любители «псевдопроблем». Позитивистские настрое­ния такого рода — иногда следствие философской наивности, иногда не­верия в силу диалектического мышления, в способность человека познать внешний мир.

Но за такую позицию самому естествознанию приходится платить очень дорогой ценой. Позитивистская ориентация Маха и Оствальда уже на рубеже XIX—XX вв. начала прямо метать тому плодотворному направ­лению в науке, которое стремилось понять глубинные причины явлений, их внутреннюю сущность, их общую основу, связанную в первую очередь со строением и свойствами атома. Известно, что сделанное еще в XIX в. Вольцманом великое открытие, относящееся к пониманию природы энтро­пии и ее связи с вероятностью, вызвало резко отрицательную реакцию позитивистски настроенных умов.

Логика с большой буквы (как уже отмечалось, это — ленинское опре­деление логики, диалектики и теории познания в их единстве) учитывает законные права формальной логики. Но диалектика, как логика и теория познания, выявляет подлинную роль формальной логики в развитии на­учного познания. Наиболее отчетливо роль формальной логики в движс-ii'iii познания выступает в математике и особенно в процессе применения

МАРКСИСТСКО-ЛЕНИНСКАЯ ФИЛОСОФИЯ И ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

17

се к обработке материалов других наук. Вот почему вопрос о соотноше­нии логики и математики привлекает внимание как математиков, так и философов-логиков.

Довольно широкое распространение имеет взгляд, будто математика вообще тождественна формальной логике: и математика и логика пони­маются тут как чисто формальный аппарат мышления, как «язык науки» (ее «словарь» и «синтаксис»). Последовательнее всего этот взгляд выра­жен Б. Расселом: «Логика есть юность математики, математика есть зре­лость логики». По отношению к математике в целом как особой науке в ее развитии такое понимание неверно. Но об этом ниже.

Однако в применении готового математического аппарата к обработке материалов других наук математика является именно формальнологиче­ским аппаратом. Аппарат математической логики — и именно в силу его чисто формального характера — послужил теоретической основой для создания современной счетно-вычислительной техники. Ведь в принципе машине можно передать все без исключения автоматизированные, строго формализованные операции человеческого ума и тем самым разгрузить мозг от массы работы, требующей скорее времени, чем ума и творческих способностей. Таким образом, при всей ограниченности формальной логи­ки (а в какой-то степени благодаря этой ограниченности) ее применение приводит к колоссальным последствиям, уже сегодня захватывающим и социальную сферу.

Но уже теперь можно сказать, что машины окажутся беспомощны во всех тех случаях, когда появляются противоречия, неразрешимые с по­мощью чисто формальных средств.

Несмотря на все значение формальной логики, она, однако, отнюдь не составляет главную часть Логики с большой буквы. Вот что пишут по этому поводу французские математики: «Способ рассуждения, заключаю­щаяся в построении цепочки силлогизмов, является только трансформи­рующим механизмом, который можно применять независимо от того, ка­ковы посылки... Другими словами, это лишь внешняя форма... так сказать, язык, присущий математике, но не более того. Упорядочить словарь этого языка и уточнить его синтаксис — это значит сделать очень полезное дело... Но — и мы настаиваем на .этом — это только одна сторона и притом наименее интересная» (Н. Бурбаки).

Ограниченная роль формальной логики в развитии наук определяется ее «равнодушием» как к исходным предпосылкам, так и к составу «идей», подвергающихся доказательному изложению (то есть вообще к «содер­жательной» стороне дела, к «внеязыковым факторам»), что и позволяет использовать ее для самых разнообразных, в том числе и для антинауч­ных, по существу, ретроградных целей. Известно, например, что схола­стически интерпретированная логика Аристотеля служила в качестве формального аппарата мышления теологам и использовалась ими в анти­научных целях (особенно в средние века). Достаточно вспомнить борьбу схоластов против идей Бруно и Галилея.

Эти предпосылки и отражающие их понятия в естественных и общест­венных науках рождаются в результате осмысливания эксперимента, опы­та реальной человеческой деятельности, практики преобразования мира. И даже в математике в некоторых случаях это совершенно очевидно.

.шаменитые «Начала» Евклида, заложившие фундамент геометрии, опираются на предпосылки (аксиомы, постулаты) явно неформального характера. Евклидовы аксиомы уходят своими корнями в почву реально­сти: основываются на практике землемерия, архитектуры, дорожного строительства, кораблестроения, военной техники и тому подобных отрас­лей античной материальной культуры. В других случаях проследить зем-

Н. Н. СЕМЕНОВ

ные корни теоретических предпосылок и понятий математики не так лег­ко, и поэтому неопозитивисты не случайно апеллируют к совреметаой математике, стараясь доказать, что наше знание не имеет вообще ника­кого отношения к объективной реальности и представляет чистую конст­рукцию ума. Было бы очень важно, если бы наши марксисты-философы в тесном контакте с математиками занялись разработкой этой серьезной гносеологической и мировоззренческой проблемы.

*

Естественные науки изучают свойства материи и непосредственно сво­ей задачей ставят познание человеком материального мира. Для этого необходимо было совершенствовать активный, целенаправленный и четко воспроизводимый контакт между мышлением человека и окружающими его предметами. Только такой контакт и мог обеспечить становление ос­новных постулатов и понятий теоретической механики, физики, химии и определить в целом дальнейшее развитие естествознания. Сознательный, целенаправленный контакт мышления с внешним миром — в виде экспери­мента — развивался в определяющее орудие научного познания в конце эпохи Возрождения.

Эксперимент существенно отличался от созерцания и наблюдения за природой, которыми в большинстве случаев ограничивались древнегрече­ские мыслители. Эксперимент всегда производится целенаправленно, с тем чтобы вырвать у природы ответ на строго теоретически сформулиро­ванный вопрос. (Правда, результат иногда получается совершенно неожи­данный, и вместо ответа на поставленный ей вопрос природа задает уче­ному очередную загадку.) Это означает, что революционизирующая роль эксперимента могла быть осуществлена только при условии его неразрыв­ной связи с развитием теоретического мышления. Именно соединение тео­ретической культуры мышления с культурой естественнонаучного экспе­римента ознаменовало зарождение естественных наук в современном смысле слова. В основу научного понимания стали систематически закла­дываться экспериментально проверенные предпосылки. И дальнейшее развитие науки начинает совершаться как драматический диалог между уже сложившейся системой понятий и данными новых экспериментов.

Как правило, теория развивается так, что новый эксперимент (или, бо­лее точно, осмысленный старый) вызывает, точнее, выявляет, обнаружи­вает внутри имеющейся системы понятий ситуацию противоречия. Здесь возникает необходимость творческого — формальной логикой уже не обе­спечиваемого,— а именно диалектического мышления.

Обычно эксперименты ставятся для того, чтобы выяснить те или иные частные вопросы теории в пределах существующих понятий. Такого рода исследования очень полезны для уточнения и расширения теории, для ус­тановления условий применения ее на практике. Однако они не выходят за рамки имеюшихся понятий, не создают революционных сдвигов в на­уке. Значительное движение науки вперед связано с открытиями, прихо­дящими в противоречие с системой ранее существовавших понятий. Ре­шение этих противоречий ведет к возникновению новых научных концеп­ций, которые приобретают иногда эпохальный характер, революционизи­рующий науку в целом. В несравненно большем числе случаев они носят частный характер, обеспечивая существенный сдвиг лишь в том или ином частном научном вопросе. Но все эти открытия, крупные и мелкие, в сво­ей совокупности в основном и определяют революционное движение на­учного познания.

Марксистско-ленинская теория познания объективно отражает про­цесс научного творчества даже тогда, когда оно протекает стихийно. Соз-

МАРКСИСТСКО-ЛЕНИНСКАЯ ФИЛОСОФИЯ И ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

нательное же применение этой теории учеными служит более быстрому развитию естествознания. Эта связь между работой ученого и теорией познания гораздо более ярко выражается в гениальных, но редких рабо­тах эпохального значения.

Сейчас, однако, я хотел бы рассмотреть вопрос применительно к весь-* ма распространенным «малым» открытиям, но, конечно, к таким, где это связано все же с возникновением нового, хотя и частного понятия, поэто­му приведу конкретный пример из истории «малых» открытий, вникая во все те интимные ходы мысли, которые определяют переход от выявленно­го опытом противоречия к возникновению нового понятия. Как правило, ученые в своих статьях никогда не касаются этой предварительной рабо­ты мысли. По этой, и только по этой причине (а не потому, что я придаю этой работе особо важное значение), я, естественно, выбрал в качестве примера одно наше давнее исследование — открытие так называемых пре­дельных явлений в химической кинетике и установление понятия раз­ветвленных цепных реакций в период 1925—1928 гг. Это открытие было сделано мною и моими ближайшими, тогда совсем молодыми учениками (среди них ныне академики Ю. Б. Харитон, В. Н. Кондратьев и члены-корреспонденты АН СССР А. А. Ковальский и А. И. Шальников).

Предстояло изучить явление хемилюминесценции, возникающее при реакции окисления паров фосфора кислородом. Чтобы найти оптимальный выход света, опыты проводили при низких давлениях кислорода. Неожи­данно оказалось, что с уменьшением начального давления смеси газов до некоторого определенного Pi ( мы назвали это давление нижним преде­лом) смесь не реагировала вовсе и соответственно не светилась. В таком состоянии ее можно было сохранять сутками без всяких признаков реак­ции. При давлении чуть больше этого предела, наоборот, протекала очень быстрая реакция с интенсивным испусканием света. Быстрая реакция выше предела полностью останавливалась, как только давление реаги­рующей смеси падало до некоторого остаточного давления, лежащего лишь немного ниже нижнего предела.

Такие же явления наблюдались и для ряда некоторых других смесей кислорода с различными горючими газами. Значение нижнего предела оказалось зависящим от ряда других параметров, таких, как температу­ра, радиус сосуда, разбавление горючей смеси инертным газом аргоном, количество активных примесей, тормозящих реакцию. Каждый из подоб­ных параметров с плавным изменением его при постоянном давлении и постоянных других параметрах имеет свое предельное значение, разгра­ничивающее область протекания очень быстрой реакции от области хи­мической инертности.

Было известно явление, внешне сходное с нашим открытием. Речь идет о самопроизвольном взрыве горючих газов при увеличении темпера­туры выше некоторой критической. Пришлось это явление изучить спе­циально. Оказалось, что смесь спокойно реагирует с малой, однако вполне измеримой скоростью, растущей с повышением температуры. При дости­жении некоторого критического значения температуры возникает взрыв. Оказалось, что при постоянной температуре имеет место критическое давление и даже критический размер сосудов, иначе говоря, все было очень похоже на описанное открытие.

Тогда наша группа занялась выяснением причин подобного явления, и, таким образом, была создана теория теплового взрыва. Она показала, что отот тип взрыва не имеет никакого отношения к наблюдавшимся нами предельным явлениям в реакции типа окисления фосфора. Попытка све­сти наше явление к тепловой лавине потерпела крах (хотя теория тепло­вого взрыва открыла путь к созданию общей теории горения и взрывов).

ri. н. Семенов

Итак, в работе по окислению фосфора мы открыли совершенно новые и необычные в химической кинетике явления, которые можно было бы назвать «все или ничего», разделенные резкой границей. Эти явления в корне противоречили всем основным положениям химической кинетики • тех лет, которые прежде всего заключались как раз в том, что скорости всех химических реакций плавно меняются с изменением температуры и давления, следуя определенным универсальным закономерностям.

Первая наша публикация в начале 1926 г. подверглась резкой крити­ке со стороны известного немецкого профессора Боденштейна, главы хи­мической кинетики того времени. Профессор писал, что теоретически наши результаты невозможны, а экспериментально они содержат грубые мето­дические ошибки.

Пришлось снова взяться за эксперимент и устранить все методические возражения Боденштейна. В 1927 г. была опубликована новая, уже боль­шая статья, подтверждавшая и расширившая опыты 1925 г. Боденштейн сперва в частном письме, а затем в публичном выступлении снял вое свои возражения. Новые факты можно было считать точно установленными. Противоречие между ними и существовавшими понятиями в области хи­мической кинетики было очевидным.

Однако никакой идеи о том, как разрешить это противоречие, не появ­лялось. Тогда мы вновь обратились к эксперименту, чтобы установить максимально точные эмпирические закономерности предельных явлений, выражая их в математической форме. Оказалось, что все эти закономер­ности можно было уложить в единую, довольно простую формулу: Ф6 = 1, где б — число, характерное для каждого типа реакций, аФ-некая довольно простая комбинация указанных выше параметров (давле­ние, температура, радиус сосуда и т. д.). Поначалу это не помогло разга­дать смысл явления.

В нашем случае ниже нижнего предела молекулы кислорода и фосфо­
ра инертны по отношению друг к другу. Это естественно могло бы объяс­
няться высокой энергией активации и низкой температурой опыта. Но это
означает, что и выше предела такая реакция не должна идти. Следова­
тельно, реально наблюдаемая быстрая реакция выше предела имеет ка­
кой-то совсем иной механизм. И тут мы вспомнили замечательное откры­
тие Боденштейна, сделанное им в 1913—1916 гг. при изучении фотохими­
ческой реакции образования НС1 из газообразных Нг и С1г. Боденштейн
показал, что на каждый поглощенный молекулой С1г квант света образу­
ется до миллиона молекул НС1 (так называемый квантовый выход), а во­
все не одна пара молекул, как это следовало из соотношения Эйнштейна и
как это часто подтверждалось на опыте других фотохимических реакций.
Боденштейн назвал эту удивительную реакцию цепной. После трех лет
поисков и ошибок Нернст и Боденштейн дали правильный механизм ре­
акции, блестяще описавший все экспериментально найденные кинетиче­
ские закономерности. Здесь было впервые введено в химическую кинети­
ку представление о чрезвычайно реакционносиособных частицах — сво­
бодных атомах и радикалах, получающихся при разрыве одной из связей
в молекуле......................................................................................................................................

МАРКСИСТСКО-ЛЕНИНСКАЯ ФИЛОСОФИЯ И ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

Из кинетических закономерностей, выведенных Боденштейном, можно легко определить длину цени v, величину, пропорциональную скорости ре­акции и представляющую собой число элементарных реакций в цепи от ее зарождения до гибели. И экспериментально и теоретически эта величи­на плавно меняется с изменением всех параметров, и поэтому она не мог­ла помочь нам непосредственно в объяснении наших предельных явле­ний, для которых характерен резкий разрыв в скоростях ^реакций. И все же нас преследовала мысль, вернее, смутное ощущение, что реакция окис­ления фосфора как-то связана с представлением о бодецштейновскоп цепной реакции.

В наших опытах нас глубоко поражал тот факт, что предельное давле­ние зависит от таких параметров, как диаметр сосуда или давление под­мешанного инертного газа, которые, казалось бы, никакого отношения к элементарным актам реакций не имеют. Согласно нашим опытам, пре­дельное давление Р\ обратно пропорционально квадрату диаметра реак­ционного сосуда. Здесь можно провести такой чисто мысленный опыт: расширять сосуд до бесконечности. Тогда предельное давление будет стре­миться к нулю. Иными словами, предельное давление исчезнет, реакция будет быстро идти при ничтожно малых давлениях. Значит, именно стен­ки сдерживают развитие реакции. Тогда мы и подумали: нет ли подобных влияний диаметра сосуда и на боденштейновскую цепную реакцию? Если цепи Бодепштейна могут обрываться в результате захвата атомов и ра­дикалов активными примесями, то тем более они должны с большей или меньшей вероятностью захватываться и стенками сосуда, хемосорбируясь на них. Естественно, такой тип обрыва цени Боденпггейна должен прояв­ляться при пониженных давлениях, когда обрыв в объеме протекает менее интенсивно. Пришлось готовить эксперимент по изучению зависимости скорости фотохимической реакции водорода с хлором от диаметра сосуда и давления. В 1928 г. эти опыты привели к полному подтверждению вы­двинутой нами гипотезы. Впоследствии обрыв цепей на стенках оказался общим для всех цепных реакций.

Не дождавшись результатов этих опытов, уже в конце 1927 г. мы при­няли нашу гипотезу за основу. При этом предположении нетрудно было найти математическое выражение для боденштейновской длины цепи. И вот тут-то мы неожиданно убедились, что комбинация параметров Ф в нашем эмпирическом выражении для предельных явлений совпадает с выражением v при условии обрыва цепей на стенках. Связь между нашим открытием и цепными реакциями Боденштейна становилась очень веро­ятной. Итак, наше эмпирическое уравнение Фб = 1 может быть перепи­сано в виде v6 = 1. Это, конечно, как было сказано ранее, не привело нас непосредственно к решению основного вопроса. Ведь длина цепи в реак­ции боденштейновского типа меняется совершенно плавно с изменением диаметра. А у нас при постоянном р\ имеется критический диаметр d\, ниже которого реакция вовсе не идет, а выше идет очень быстро.

Однако психологически польза была очень большая. Противоречие еще более уточнилось и обострилось. Если раньше надо было ответить на вопрос, почему реакция может обнаруживать предельные .явления, то те­перь возникал и другой вопрос: почему цепная реакция, способная к об­рыву цепей на стенках сосуда, может давать предельные явления? Вен сумма мыслей и опытов буквально загоняла в угол и подсказывала: здесь и только здесь может быть найден выход.

И тут нас осенила догадка. Она пришла как-то мгновенно, как-то ин­туитивно. Но в свете всего предыдущего эта интуиция не кажется каким-то наитием свыше. Она подготовлена описанной нами всей предыдущей историей. Когда ученый пишет о своем открытии, он обычно считает как

Н. Н. СЕМЕНОВ

бы неприличным рассказывать об интимном, очень сложном пути поис­ков, приводящих к возникновению нового основного понятия, но прямо начинает с него. Так возникает миф об интуиции, в который нередко на­чинает верить и сам создатель теории.

Между тем для гносеологии именно описание подготовительной рабо­ты мысли ученого наиболее важно. Ведь она зиждется на изучении всей истории мысли, начиная с древних греков. Но греки куда более откровен­но рассказывали о ходе своих мыслей, чем современные ученые. Может быть, это следует изменить, вот я и пробую это сделать. Меня при этом особенно интересует, что же в свете диалектики представляет собой смут­ное понятие интуиции.

Трудно сейчас точно вспомнить, какие мысли бродили у меня в голове перед тем, как вспыхнула эта догадка. По-видимому, я подумал: свойства свободных атомов и радикалов в цепях Боденштейна аналогичны дейст­вию бактерий, которые как бы съедают исходные молекулы, превращая их в продукты реакции. И вдруг мысль: а ведь бактерии могут не только есть, но и размножаться. Стоп!!! А может быть, и свободные атомы и ра­дикалы тоже способны к размножению? Все! Вот и разгадка!

Сейчас же после этого кульминационного пункта — оживленный диа­лог с самим собой. Но почему они вообще могут размножаться? Для этого надо, чтобы в данном элементарном акте развития боденштейновской цени мог появиться не один радикал, продолжающий цепь, но по крайней мере еще один, вернее, два, потому что в конечном счете дело сводится к дис­социации какой-то молекулы на два свободных радикала. Но диссоциация требует достаточной энергии. Откуда она? Как откуда! В момент эле­ментарной реакции может выделиться большая порция энергии, которая спустя некоторое, правда, короткое время рассеивается в тепло. Однако она может до этого использоваться подобно кванту света для диссоциации молекулы исходного вещества и тем вызвать разветвление цепи. Но как конкретно это представить? Все это потом, потом! Я все равно уверен, что разгадка противоречия — в возможности разветвления цепей.

Я не помню, как точно это было, может быть, действительно из ана­логии с бактериями. У Ньютона, согласно легенде, это было падающее яблоко. У другого еще что-нибудь. Это даже не очень важно. Ведь, если ружье заряжено и с ним систематически балуются, оно всегда в силу ка­кой-нибудь случайности выстрелит. Главное — в предшествовавшей дли­тельной работе мысли, четко выявляющей и обостряющей противоречия, а не в том, какой именно толчок привел к догадке.

После того, как мы догадались, в чем дело, надо было хорошо сформу­лировать гипотезу. Итак, допустим, что на каждом звене боденштейнов­ской цепи может возникнуть с вероятностью б разветвление, то есть за­родиться вторичная боденштейновская цепь. В таком случае на всей дли­не боденштейновской цепи, содержащей v звеньев, появится v6 новых це­пей. Это будет относиться не только к первичной, но и к зародившимся при разветвлении вторичным цепям. Выражение v6 = 1, определяющее предел, означает, что каждая боденштейновская цепь длиной л>, обрываясь, дает в среднем одно разветвление, начинающее вторичную цепь, и т. д. Каждый обрыв цепи компенсируется одним разветвлением, цепь в целом делается как бы бесконечной.

Представим себе, что мы вводим в каждый кубический сантиметр газа по одному первичному свободному радикалу, начинающему такую беско­нечную цепочку. Если время вхождения радикала цепи в каждую элемен­тарную реакцию обозначить через т, то в каждую секунду произойдет -ц реакций. За время t сек. прореагирует х — - молекул исходных веществ.

Вследствие большой реакционной способности атомов и радикалов t обыч­но мало. Возьмем для примера т = 10^_3 сек. Допустим, далее, что давле-

МАРКСИСТСКО-ЛЕНИНСКАЯ ФИЛОСОФИЯ И ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

Н. Н. СЕМЕНОВ

акция над пределом будет развиваться по лавинообразному закону е^щ, но здесь окажется большим, чем для цепей с редкими разветвлениями.

Если здесь мы увеличим исходное давление на 1% против предель­ного pi, то при впуске в кубический сантиметр газа одного первичного свободного атома или радикала реакция произойдет уже не за 4 мин., как мы видели раньше, а примерно за 3 сек. вместо миллионов лет на пределе.

Мы рассмотрели идеализированный случай, когда самопроизвольное зарождение свободных атомов в способном к реакции газе не происходит или происходит исключительно редко и, чтобы запустить реакцию, извне подается хотя бы один свободный радикал.

Если в секунду появляется n₀таких первичных свободных радика­лов в каждом кубическом сантиметре, то нетрудно составить выражения для скорости разветвленной цепной реакции и количества молекул х, про­реагировавших за время t сек., подобно тому, как это делалось выше. Ре­зультат приведен ниже:

Следовательно, наша гипотеза хорошо объясняет наличие принципа «все или ничего» в некоторых химических реакциях.

Не надо думать, что с момонта, когда гипотеза была ясно сформули­рована, дальнейшая работа была не нужна. Напротив, тут только она началась и, в сущности, в некоторой степени продолжается и сейчас. Шаг за шагом теория становилась точнее и яснее, превращаясь в количествен­ную теорию, имеющую предсказательную силу.

Таким образом, нам удалось констатировать существование двух ти­пов лавинообразных химических процессов, приводящих в известных усло­виях к взрыву: тепловой взрыв, возникающий в результате развития тепловой лавины, о чем здесь упомянуто лишь вкратце, и цепной взрыв, происходящий в результате лавинообразного размножения активных хи­мических частиц, свободных атомов и радикалов, концентрация которых в ходе развития цепной лавины и теоретически и на опыте достигает гран­диозных величин, сравнимых с концентрациями исходных молекул. Как оказалось впоследствии, только эти два типа взрывов и существуют в природе. Даже в атомной физике взрывы могут быть либо цепными (атомный взрыв), либо тепловыми (термоядерный взрыв).

В связи с анализом этого открытия хочется сделать еще одно замеча­ние. Многочисленные опыты показали, что общие закономерности раз­ветвленных цепных реакций, в частности и сам предел «все или ничего» и развитие цепей во времени очень мало зависят от конкретного механиз­ма этих реакций. Важен лишь сам факт их разветвленности и наличия об­рыва цепей. Количественно эти закономерности зависят также от некото­рых констант, которые в первом приближении могут быть определены из опытов по значениям предельных величин.

Это касается не только химических разветвленных цепных реакций, но и физических, к которым относятся цепные ядерные реакции деления, да в сущцости и реакции размножения световых квант в лазерах и мазе­рах. В первом из этих случаев активными частицами цепи являются воз­бужденные компаунд-ядра, возникающие при захвате нейтрона ядрами атомов активных веществ, и нейтроны, испускаемые в количестве трех на каждый акт деления компаунд-ядра. Обрыв цепи осуществляется пу­тем вылета за пределы активного тела нейтронов (аналогично обрыву

МАРКСИСТСКО-ЛЕНИНСКАЯ ФИЛОСОФИЯ И ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ 5J

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: