Энергия — это термин, который теперь используется для обозначения каждой формы силы, принадлежащей физическому миру, способной совершать работу и быть оцененной в соответствии со сравнительным количеством работы, которую она может выполнить. Таким образом, все явления движения относятся к этой области исследования. Первое различие здесь было описано как разница между энергией положения и энергией движения. [AG] Оба этих понятия должны быть приняты во внимание, чтобы иметь полное представление о фактах. Энергия положения иллюстрируется водохранилищем, где накоплен запас воды, готовый к использованию в качестве движущей силы, когда механизмы, установленные в положении несколько ниже, должны быть приведены в действие и заставлены выполнять работу, для которой они были сконструированы. Энергия движения видна, когда открывается водохранилище и поток устремляется по подготовленному каналу, обрушиваясь на большое колесо, которое приводит в движение весь механизм. В таком случае количество работы, совершаемой оборотами большого колеса, является точной мерой количества воды, перешедшей на более низкий уровень. Или предположим, что в водохранилище имеется лишь ограниченный запас и нет притоков, но ручьи и источники, из которых оно питалось, перестали течь, и предположим, что мельница останавливается из-за нехватки движущей силы, — количество работы, совершенной до этого момента, является мерой энергии, накопленной в водохранилище до того, как был открыт шлюз. Эта иллюстрация указывает на метод расчета, применяемый к энергии во всех ее формах, включая великие силы природы, перед которыми человеческая сила — ничто. Принимая таким образом корреляты положения и движения, мы можем рассматривать первое как подготовку ко второму, ибо, как сказал профессор Бальфур Стюарт: «Судьба всех видов энергии положения — быть в конечном счете преобразованными в энергию движения». [AH] По этой причине энергия движения наиболее естественно иллюстрирует то, что мы понимаем под энергией; но, с другой стороны, то, что было названо энергией положения, должно рассматриваться как сила, поддающаяся точному расчету. Если бросить камень в воздух, энергия, затраченная на придание ему ускорения до определенной высоты, является точной мерой энергии, затраченной при его спуске. Здесь нет необходимости вдаваться в расчеты соотношения между энергией и скоростью, показывающие точную пропорцию одного к другому или отношение увеличения в соответствии со скоростью, которое выражается формулой «энергия изменяется как квадрат скорости», дающей нам точную меру силы.
Вооружившись концепциями положения и движения, мы делаем следующий шаг, когда переходим к трансмутации или преобразованию энергии. То, что становится видимым для нас благодаря движению, — это перенос энергии от одного объекта или части материи к другому. И это единственное объяснение того, что происходит. В физической науке не существует такой вещи, как происхождение или создание энергии; все, что признается, — это исчезновение энергии из одного положения и ее появление в другом. Если работа была совершена, энергия была где-то накоплена, способная ее совершить; произошла трансмутация; и совершенная работа является записью этого процесса. В признание этого каждая машина — это лишь более или менее искусное приспособление для трансмутации энергии в форму, более удобную или подходящую для человеческих целей. Интеллект человека просто признает закон трансмутации и имеет дело с проблемами, которые возникают в связи с механическими устройствами, облегчающими этот процесс.
Мы делаем следующий шаг, чтобы охватить еще одну фазу той же истины — дополнение к тому, что уже было сказано, — то есть сохранение энергии. Как мы видели, все, что проявляется в движении, есть трансмутация или преобразование энергии; соответственно, из этого следует, что происходит изменение положения, но нет уничтожения энергии или ее абсолютного исчезновения из существования. Это обобщение иллюстрируется весьма привлекательным рядом наблюдений, вводящих в более полное знание законов тепла. Естественная склонность обычного наблюдения — отдавать предпочтение мнению, что когда работа совершена, энергия тратится или теряется. И это популярное представление, которое обладает своего рода точностью, поскольку необходимо делать свежие заборы из доступных ресурсов, поддерживается ссылкой на экономию нашего телесного существования, постоянно возобновляющего потребность в свежем притоке пищи. Но эта популярная тенденция легко объясняется тем обстоятельством, что обычное наблюдение придает гораздо большее значение явлениям движения, чем развитию тепла как прямого следствия. Механик не может, конечно, позволить себе пренебрегать последствиями трения; но обычный наблюдатель придает гораздо большее значение массе, сложности механического устройства и скорости движения. От этого он легко переходит к ткани или другой продукции, отправляемой на рынок; а затем он может занять себя расчетами, касающимися расходов на уголь и труд, наряду с износом механизмов. Но научное наблюдение гораздо больше сосредоточилось на выделении тепла, и из этого вышла завершенная теория законов энергии. Таким образом, стало предметом точного расчета, что трение и удар преобразуют энергию в тепло.
Наряду с этими наблюдениями мы должны отметить сопутствующий вывод, который имеет важное значение для всех спекуляций относительно судьбы Вселенной. Я имею в виду тот факт, что трансмутация энергии влечет за собой ухудшение и рассеяние энергии. Как в истории энергии улучшенное положение добавляет преимущества для совершения работы, так трансмутация имеет тенденцию уменьшать преимущество или полезность энергии для человеческих целей. Таким образом, энергия, затраченная на работу машины, дает отдачу в виде продукта признанной ценности, но энергия, затраченная на борьбу с трением, генерирует тепло, которое не имеет практической ценности в отношении совершенной работы. Или, как этот последний факт был сформулирован профессором Бальфуром Стюартом, трение доказывает «себя не разрушителем энергии, а лишь ее преобразователем в некоторую менее очевидную и, возможно, менее полезную форму». [AI] В этой связи научное наблюдение было направлено на появление тепла одновременно с исчезновением видимой энергии. Постепенно до научных наблюдателей дошло понимание того, что тепло — это форма движения, и это нашло всеобщее признание, хотя дать прямое доказательство этой доктрины невозможно. Этот вывод был поддержан всеми экспериментами Дэвиса, Румфорда, Джоуля, Колдинга и Гельмгольца. Эта концепция, будучи выдвинутой как вероятное объяснение тепла, немедленно нашла, в соответствии с аналогиями научной мысли, значительно расширенный круг применения. Свет и звук стали классифицироваться вместе с теплом как лишь различные формы движения. Включение сюда подробного отчета об этих экспериментах или рассмотрение того, что подразумевается под рассеянием энергии, как имеющее отношение к еще более широкому аспекту порядка вещей во Вселенной, потребовало бы слишком широкого диапазона. Поэтому я должен ограничиться только что приведенной ссылкой на концепцию тепла как формы молекулярного движения; и, делая это, могу вернуться к уже приведенному соображению, что это еще одна доктрина научной веры, количество которых постоянно стремится к увеличению по мере того, как наука расширяет диапазон своих исследований и спекуляций.
Выдающиеся общие результаты науки относительно природы энергии теперь перед нами. Все наблюдения относительно движения представляют взору лишь трансмутации энергии, все они подразумевают, что не существует такой вещи, как происхождение энергии, и нет такой вещи, как ее исчезновение. Существует, правда, постоянная тенденция к деградации энергии и постоянный уравнивающий процесс, который может положить конец нынешнему порядку вещей во Вселенной. Но ведущая научная концепция, с которой мы должны иметь дело, — это та, что выражена фразой «Сохранение энергии», которую следует рассматривать как завершающую наш взгляд на неорганическое существование наряду с другой доктриной неразрушимости материи. Как выразился профессор Тэт: «Великий принцип сохранения энергии, который утверждает, что ни одна часть энергии не может быть выведена из существования и никакое количество энергии не может быть приведено в существование любым процессом, находящимся в нашем распоряжении, — это просто утверждение неизменности количества энергии во Вселенной, сопутствующее утверждение неизменности количества материи». [AJ]
Теперь достигнута позиция, при которой становится возможным объединить результаты научных исследований материи и энергии в гармоничное единство, с помощью которого можно проверить взгляд на мир, признаваемый религиозной мыслью. Религия как разумное и благоговейное признание Высшего Существа включает в себя очень ясную и определенную концепцию относительно происхождения Вселенной и ее продолжения. То, что при этом подразумевается, будет лучше всего обозначено как отрицательными, так и положительными утверждениями, в некоторой такой форме, как следующая. Во-первых, отрицательно: мир, в котором мы живем, не несет в себе никакого объяснения происхождения своего собственного существования; то есть ни существующие материалы, ни действующие силы не достаточны для объяснения его происхождения; он также не мог существовать без начала. В положительной форме: Вселенная может быть объяснена только тем, что превосходит ее саму; сверхъестественное — это ключ к естественному; Природа — это творение, которое следует приписать Разумной Первопричине.
Находятся ли наука и религия здесь в гармонии в форме и мере, совместимых с обстоятельствами? Эта квалифицированная и осторожная форма вопроса явно необходима, ибо религиозная мысль не претендует на то, чтобы быть научной или в каком-либо смысле авторитетной в отношении явлений природы, то есть в отношении фактов, которые может установить только наблюдение, или в отношении непосредственных причин, которыми эти факты должны быть объяснены. С другой стороны, наука — это исключительно знание природы, состоящее из методических наблюдений относительно различных порядков фактов и рациональных выводов, основанных на них. Она не может в истинном смысле заниматься сверхъестественным, а может лишь представлять выводы относительно порядка и процессов природы, которые путем последующего и независимого упражнения нашего интеллекта могут быть рассмотрены в их отношении к концепции сверхъестественного как Разумной Первопричины. Это последующее упражнение мысли, будь то критическое или конструктивное, является более подобающей задачей философии, в ходе тех рефлексивных и спекулятивных упражнений, которые, исходя из научных выводов как принятых данных, рассматривают их интеллектуальную ценность как вклад в теорию Вселенной. Ученые, конечно, более или менее охотно перейдут к тому, чтобы принять некоторое участие в таких философских спекуляциях; точно так же, как религиозные люди, чисто под импульсом религиозных интересов, будут более или менее склонны делать это, пропорционально диапазону своей интеллектуальной жизни. То, что здесь сказано, не предназначено как аргумент для какого-либо ограничения таких спекуляций со стороны как ученых, так и религиозных людей, ибо такие вопросы являются общим достоянием, и аргументы, относящиеся к ним, должны проверяться всеми. Но имеет некоторое значение, особенно в нынешнем неустойчивом и чувствительном состоянии общественного сознания, чтобы было ясно признано, что наука сама по себе не несет ответственности за мысли ученых по этим вопросам; и что религия не несет ответственности за мысли религиозных людей по ним. Наука не может определить ничего относительно философии сверхъестественного, точно так же, как религия не может определить ничего относительно науки о природе. Берем ли мы яростную и даже страстную антипатию к любому признанию сверхъестественного, которая встречается в эссе Клиффорда, или глубоко благоговейное признание Божества в трудах и жизни Фарадея, наука не должна быть приписана ни к тому, ни к другому. И точно так же, когда у нас есть яростные осуждения науки, якобы во имя религии, или разумная оценка ее высокой ценности от аккредитованных сторонников религиозной истины, религия сама по себе не должна быть приписана ни к тому, ни к другому. Это вопрос, который входит в диапазон обычного интеллекта. Философии, возможно, действительно принадлежит формулирование и развитие аргументов в строгом соответствии с признанными законами разума; но всем людям в равной степени принадлежит оценка общего размаха и диапазона приобретенных знаний относительно структуры и порядка Вселенной, как имеющих отношение к более общим концепциям, которые должны рационально приниматься относительно ее управления. С этой отраслью предмета обычная мысль может легко справиться без запутывания в технических деталях.
Существует, как мы видели, двойственность существования в неорганической структуре мира и постоянная последовательность изменений из-за взаимодействия этих двух. Различные формы материи находятся в различных отношениях; и эти отношения постоянно меняются путем трансмутации энергии. Таким образом, принимая мир таким, каким он представлен нам, он имеет конституцию, которая требует для своего объяснения, чтобы мы вышли за пределы всего, что можно найти внутри него самого. Материя во Вселенной не может объяснить энергию; энергия также не может объяснить материю; и отношения между ними должны найти объяснение в чем-то более высоком, чем оба. Каков может быть их источник, наука не способна сказать; она не может внести вклад в удовлетворение требований закона причинности ввиду взаимных отношений материи и энергии, которые она сама раскрыла. Но в равной степени тем, что она раскрыла, и признанием своей неспособности выйти за пределы своих собственных открытий, она представляет гармонию с религиозной мыслью в форме и мере, в которой возможно проявление такой гармонии. Обнаруживая объективное существование материи и энергии и законы, в соответствии с которыми последние действуют на первые, она представляет нерешенную проблему, предоставляющую наиболее прямое и позитивное свидетельство, возможное для науки в поддержку существования Первопричины, превосходящей саму Вселенную. Как материя и энергия возникли, она сказать не может; но она наиболее явно заявляет, что никакой силой, существующей и действующей в пределах диапазона наблюдения, невозможно ни добавить к сумме существования, ни в малейшей степени уменьшить ее. Религиозная мысль не могла ожидать ничего более прямого и явного в форме научного свидетельства как подтверждения своей фундаментальной позиции. Научная мысль, имея дело с неорганическим существованием, не могла бы, даже при единственном подходе, быть приближена к фактической поддержке религиозной веры.
Здесь может быть поднят вопрос: не мог ли мир существовать вечно? В ответе на этот вопрос есть несколько соображений, требующих различения. Во-первых, наука не имеет свидетельств, которые можно было бы предложить, поскольку она не выходит за пределы области законов, действующих в настоящее время. Во-вторых, свидетельство науки относительно мира, как он существует сейчас, несовместимо с предположением о его вечном существовании. Материя, на которую постоянно воздействует энергия, отличная от нее самой, не обладает свойством самосуществования; не обладает им и энергия, которая постоянно претерпевает изменения. Постоянный переход или изменение от одной фазы существования или набора отношений к другому — это признак не-пребывания, доказательство подчинения и зависимости от того, что находится вне и выше него самого. Не-пребывающее или вечно-изменяющееся постоянно указывает на вечно-пребывающее.
Полное понимание ситуации вещей, как она обнаружена наукой, произведет гораздо более глубокое впечатление на общественное сознание, чем это было достигнуто до сих пор. Разумность этого ожидания легко проявится, если только некоторые из позиций будут помещены на видное место.
Особое значение имеет тот факт, что наука в этом направлении завершила свою работу и достигла своего ультиматума, продемонстрировав физическую невозможность как увеличения, так и уменьшения существующей суммы материи или энергии. Выводы не являются такими, которые можно рассматривать как временные, подверженные пересмотру, модификации или расширению тем, что может быть обнаружено впоследствии. Мы в настоящее время настолько находимся под влиянием — и ученые разделяют этот опыт, как и другие — общего и хорошо обоснованного ожидания непрекращающегося прогресса науки, что перед лицом великой общей проблемы, такой как происхождение и управление миром, особенно легко упустить из виду значимость окончательных выводов в данных направлениях. Таким образом, мы слишком легко впадаем в обманчивую тенденцию рассматривать аккредитованные выводы как все еще находящиеся в некоторой степени неопределенности, или, по крайней мере, как имеющие сомнительное будущее перед собой, потому что они граничат с областью неизвестного, насколько это касается науки, или с царством тайны, на которое наука смотрит либо с отвращением, либо с заветной решимостью атаки. В нынешнем исключительно благоприятном положении науки общественное сознание не может избежать этой тенденции; но становится только более императивным различать по мере возможности те выводы, которые должны быть приняты как окончательные. Это имеет огромное значение, поскольку относится к общим концепциям относительно Вселенной.
То, что материя не может быть создана и не может быть уничтожена даже на один атом, — это одно из тех окончательных утверждений, на которых сама физическая наука полагается как на фундамент. Это общепризнанная истина, что «ни одна часть материи, как бы мала она ни была, не исчезает и не появляется в какой-либо операции вообще». [AK] Замечательная химическая лаборатория живого организма может превращать многие формы материи в живую ткань, но все возвращается на свое место в неорганической массе. Материал может переходить из одной фазы в другую, но нет ничего, кроме изменения. Сумма материального существования неизменна. Предложить обратное — и особенно сделать это во имя науки — означало бы поставить науку лицом к лицу с концепциями, отвергнутыми как чуждые самой ее природе; ибо сказать, что материя может быть создана, — значит утверждать творение; сказать, что она может быть уничтожена, — значит утверждать возможность аннигиляции; и эти два понятия находятся за пределами диапазона науки, и если бы они были однажды допущены в ее границы, они уничтожили бы саму науку.