§ 123. О столкновении противоположных процессов в молекулярно-тепловых явлениях

Физика дает неисчерпаемое число примеров, иллюстрирующих положения диалектического материализма. Так, изучая молекулярно-тепловые явления, мы замечаем, что все разновидности этих явлений (диффузия, испарение, конденсация, растворение и т. д.) в основе своей представляют сосуществование, борьбу двух противоположных направлений в развитии явлений. Здесь обнаруживается всеобщий закон диалектики природы: всем явлениям свойственны внутренние противоречия, все они имеют свою отрицательную и положительную сторону; процесс развития от низшего к высшему протекает в борьбе противоположных тенденций.

Ленин подчеркивал, что единство противоположностей имеет относительный, временный характер в отличие от постоянного столкновения и неисчерпаемой борьбы противоположностей. «Единство (совпадение, тождество, равнодействие) противоположностей условно, временно, преходяще, релятивно. Борьба взаимоисключающих противоположностей абсолютна, как абсолютно развитие, движение» (Ленин, «Философские тетради», Госполитиздат, 1947, стр. 328).

Кто механистически подходит к явлениям природы, тот или не видит, как саморазвитие явлений вызывается борьбой противоположностей, или же трактует противоположности плоско как силы, направленные в разные стороны и проявляющие свое «единство» якобы в том, что при равенстве и прямом антагонизме они взаимно уравновешиваются.

Если мы хотим иллюстрировать борьбу противоречий примерами из области механики, то нужно обратиться не к случаю простого равновесия сил, а к содержанию третьего закона механики, который вместе с тем является одним из самых общих законов физики. Действие всегда порождает равное противодействие.

Здесь утверждается полная неразрывность, обязательное сосуществзвание, и в этом смысле единство действия и противодействия. Действие и противодействие являются двумя неотъемлемыми сторонами взаимодействия тел; в совокупности они и составляют взаимодействие. Поскольку действие и противодействие приложены к разным телам, которые взаимодействуют, а не к одному телу, то, очевидно, ни о каком уравновешивании действия и противодействия не может быть и речи. Когда имеется одно действие и противодействие, т. е. одно взаимодействие, равновесие вообще невозможно; здесь неизбежно развивается движение обоих взаимодействующих тел. Только в особых частных случаях, когда имеется по меньшей мере два равных и антагонистических взаимодействия, создается равновесие. Так, взаимное притяжение магнита и куска железа при их полном сближении порождает упругую деформацию прижатых друг к другу поверхностей магнита и железа, что вызывает между магнитом и железом упругое взаимоотталкивание; магнитное взаимодействие в данном случае уравновешивается упругим взаимодействием.

Молекулярно-тепловые явления дают нам особенно показательные примеры борьбы и единства противоположностей в природе. Во всех молекулярно-тепловых явлениях всегда происходит столкновение двух противоположных процессов, причем пока преобладает один из них, то явление развивается, когда же устанавливается одинаковая интенсивность встречных процессов, то система приходит к термодинамическому равновесию, которое по сути дела представляет собой равновесие статистическое (§ 118).

Обратимся, например, к явлению самодиффузии газа (§ 92). Выделим мысленно некоторую часть объема, занятого газом. Из этой части газа молекулы распространяются, диффундируют во все стороны; однако и внутрь этой части газа также устремляются молекулы, которые самодиффундируют из окружающего объема. Здесь один процесс состоит в рассеивании молекул из рассматриваемой нами части, другой — в концентрировании молекул. При термодинамическом равновесии указанные процессы компенсируют друг друга. Но если в выделенной части газа имелось относительное сгущение молекул, то число молекул, покидающих эту часть газа, окажется больше, чем число молекул, вступающих в нее. В итоге избыток молекул из местного сгущения постепенно распространится по всему газу.

Такова же картина диффузии одного газа в другой. Молекулы диффундирую щего газа, сконцентрированные в одной части объема, рассеиваются в другие части объема, а те, которые попали туда раньше, движутся обратно, т. е. концентрируются.

Процесс испарения жидкости также слагается из двух молекулярных потоков: потока молекул из жидкости в пар и обратного потока молекул из пара в жидкость. Когда преобладает первый поток, происходит испарение, при преобладании второго потока — конденсация, при их равенстве имеет место равновесие жидкости и ее насыщенного пара.

Аналогично протекают молекулярные процессы при сублимации и плавлении твердого тела, при растворении кристалла в жидкости и т. д. При всех этих так называемых фазовых превращениях явление развивается вследствие столкновения двух противоположных молекулярных потоков.

В явлениях теплопередачи теплопроводностью и излучением всегда создаются два встречных потока энергии (энергии молекулярных колебаний, энергии излучения). Преобладание одного из этих потоков над другим приводит к тепловому переносу энергии по законам Фурье и Стефана — Больцмана.

В химических реакциях также разыгрывается борьба двух противоположных процессов: исходные вещества, химически реагируя между собой, превращаются в продукты реакции, а образовавшиеся продукты реакции, реагируя между собой, обратно превращаются в исходные вещества. Эти два противоположных процесса в конце реакции уравновешивают друг друга; к этому моменту достигается определенная, зависящая от температуры и давления пропорция между исходными веществами и продуктами реакции. В некоторых случаях прямой

процесс настолько преобладает над обратным, что реакция проходит до практически полного превращения исходных веществ в продукты реакции.

В явлениях термической и электрохимической диссоциации молекул происходит борьба процессов распада и восстановления молекул. Относительное, подвижное равновесие между этими процессами определяет, как было показано в § 121, степень диссоциации.

Изучая распределение газа в поле тяжести, изучая распределение растворенного вещества между двумя соприкасающимися растворителями и другие явления такого рода, мы наблюдаем борьбу между процессами теплового рассеяния молекул и встречным процессом концентрирования молекул в поле сил. Подвижное равновесие между этими противоположными процессами определяется одним из важнейших законов молекулярно-теплового движения — -положением Больцмана (§ 98).

Молекулярно-тепловые процессы являются всеобщими. Испарение, конденсация, растворение, диссоциация молекул, перераспределение молекул, химические реакции, теплообмен и т. д. — все эти явления входят в более сложные геологические, биологические, физиологические процессы. В таких более сложных явлениях природы, а также и во всех технологических процессах тоже разыгрывается борьба противоположностей. Но понятно, что по мере сочетания многих явлений в одно более сложное усложняется и сущность противоположных начал в развитии такого более сложного явления.