Charles Babbage
(17911871)

Az anyagon uralkodó nagy törvényrõl

Ninth Bridgewater Treatise, 1837, pp. 163169
in: David M. Knight, ed., Classical Scientific Papers: Chemistry (New York: American Elsevier, 1968)
 
 


Mióta Newton megállapította a gravitáció nagy törvényét, a tudósok idõnként felvetették, hogy nincs-e átfogóbb törvény, amelynek a gravitáció is a következménye. Bár néhányan úgy gondolták, hiábavaló általánosabb törvény után kutatni, maga a nagy tudós is bátorította a jövõbeni vizsgálatokat; s most talán megérett az idõ egy ilyen felfedezéshez. Eme vélekedés illusztrálása túlságosan sok helyet foglalna el; egyetlen példa azonban figyelmet érdemel, mert nemcsak találgatás; a hipotézist, amelyen nyugszik, szerzõje alapos matematikai okfejtéssel vezette el számos távoli következményéig.

Mossotti úr megmutatta, hogy ha feltesszük, hogy az anyag kétféle részecskébõl áll, és az azonosak tömegükkel egyenes, távolságuk négyzetével fordított arányban taszítják egymást, míg a másik fajtájút ugyanilyen törvény szerint vonzzák, akkor az eredõ vonzások az elektromosság összes jelenségét megmagyarázzák, és marad még egy erõ, amely az összes érzékelhetõ távolságon a gravitáció törvénye szerint hat.

Napjaink sok felfedezése általánosabb törvényre utal; és sok mai tudós a törvény közeli megjelenésére számít. Ebben az esetben érdekes, nemkülönben hasznos lehet azoknak az elveknek a rövid ismertetése, amelyeket ennek a törvénynek tartalmaznia kell; s annak az útnak mégoly kevéssé tökéletes kijelölése is, amelyen a kutatás haladhat.

Ha feltételezzük, hogy az anyag kétféle részecskébõl vagy talán inkább kétféle erõcentrumból áll, s ezek sûrûsége eltérõ, és ha a részecskék az azonos részecskéket egy adott törvény szerint taszítják, de a másik fajta részecskéket egy másik törvény szerint vonzzák akkor, ha feltesszük, hogy a sûrûbb fajtából csak egyetlen részecske van, a másikból pedig végtelen számú, az egyedüli részecske a rendszer középpontja lesz, ezt körülveszi az összes többi, s olyan atmoszférát formál, amely a középsõ test közelében sûrûbb.

Ha feltesszük, hogy az atmoszférát kialakító részecskékhez hasonló részecskék árama hat az atmoszférára úgy, hogy éppen legyõzi az ellenállását, a részecskék, miközben folyamatasan hullámzanak az egész atmoszférában, fokozatosan növelik a méretét, amíg akkora nem lesz, hogy a felületénél levõ részecskék taszítását éppen ellensúlyozza a központi részecske vonzása. Ha az áram ennek a pontnak az elérése után is folytatódik, a teljes külsõ rérétegre a vonzásnál egy kicsit nagyobb nyomás hat, és a részecskék a felületre merõlegesen szétrepülnek, azt mondhatnánk, hogy a felület sugároz.

Ha az a teljes tér, amelybe a középponti részecskét helyezzük az atmoszférájával, maga is tele van atmoszferikus részecskékkkel, akkor a részecskék sûrûsége növekszik, és megközelíti a középponti testét; és ha ilyen részecskék áramát irányítanánk a középpont felé, a részecskék az egész atmoszférában rezgéseket keltenének, amelyek minden irányban tovaterjednének belõle.

Ha két ilyen atmoszférával körülvett középponti részecske van egymástól egy bizonyos távolságra, egymáshoz húzza õket egy erõ, amely a középponti testek, illetve atmoszféráik közötti kölcsönös taszításnak és a középponti részecskék által a szomszédos atmoszférákra kifejtett vonzásnak a különbségétõl függ: s hogy a természet törvényével összhangban legyen, ennek a tömeggel egyenes, a távolság négyzetével fordított arányban kell lennie. Egy ilyen törvénynek a további feltételeket kell még kielégítenie:

1. Az ilyen atomok egymás mellé helyezése, bizonyos körülmények között, szilárd testet alkot.

2. Más körülmények között folyadékot.

3. Megint más körülmények között a részecskék taszítani fogják egymást, vagy a test gázalakú lesz.

4. Az elsõ állapotban a testnek kohézióval, keménységgel, hajlíthatósággal, rugalmassággal kell rendelkeznie; ezek mértékének általában az eredeti törvénybõl és minden egyes esetben az anyaghoz tartozó állandókból kell származnia.

5. A második esetben hajszálcsövességgel kell rendelkeznie, nyomás hatására nem szabad megszilárdulnia és rugalmasnak kell lennie.

De ezeken kívül a középponti atomoknak jobban is meg kell tudniuk egymást közelíteni, hogy atmoszféráik egyesülhessenek és egyetlen atmoszférát alkothassanak. Ez lehetne a kémiai egyesülés. A kétkomponensû vegyületek atmoszférái ekkor (feltéve, hogy a két középponti részecske közötti távolság nagyon kicsi az atmoszférák átmérõjéhez képest) nem egészen gömb alakúak, és különbözõ irányokban különbözõ vonzóerõt fejtenek ki; így polárissá válnak. Ha három vagy több atomból alakul ki egyetlen középponti test egyetlen atmoszférával, sokféle vonzóerõ képzõdhetne. Minden egyes kombinációhoz más atmoszféra tartozna; s a felületét leíró egyenlet a kombinációból felépülõ anyag matematikai kifejezése lehetne. Tehát a kémiailag egymásra ható testek minden jelensége levezethetõ lenne az atomjaik atmoszféráihoz tartozó karakterisztikus felületek összehasonlításából. Ennek a képnek egy másik következménye is lehet. Ha két vagy több középponti atom egyesül, esetleg nem tud ugyanannyi atmoszférát megõrizni, mint korábban, vagy talán többet is fenntarthat. Ha az ilyen atmoszférák részecskéi hõt alkottak, az elõzõ esetben a kémiai egyesülés hõt adott le, a másodikban hõt vett fel.

Ily módon a kémia egésze a krisztallográfiával együtt a matematikai analízis egy ága lenne, amelynek alapján, a csillagászathoz hasonlóan, a mérésekkel meghatározott állandókkal minden új vegyület tulajdonságait megjósolhatnánk, és talán arról is felvilágosítást kapnánk, hogy egy-egy vegyület mibõl képzõdhet.

Az egyszerûség kedvéért a fentiekben csak kétféle részecskérõl volt szó; de valószínûbbnek tûnik, hogy az anyag legalább háromfélébõl áll.

Tegyük fel, hogy mindegyik fajta taszítja a saját részecskéit; s a középponti atom, miközben a hasonló részecskéket taszítja, a két másik fajtához tartozókat vonzza; tegyük fel továbbá, hogy e két utóbbi vagy taszítja egymást, vagy közömbös a másikkal szemben. Ekkor úgy foghatjuk fel az anyagot, hogy olyan részecskékbõl áll, amelyek mindegyikének van egy atmoszférával körülvett centrális pontja, és atmoszférája egy másik, nagyobb atmoszférába merül bele.

Ilyen körülmények között a külsõ atmoszféra hõt és fényt; szilárdságot, folyékonyságot és gázállapotot; kapillaritást, rugalmasságot, keménységet és hajlíthatóságot kelthet. A központi atomok bensõségesebb egyesülése, amelynek folyományaként két vagy több atom egyetlen közös atmoszférába kerül bele, kémiai vegyülésnek felelhet meg, s ez az atmoszféra talán elektromos. Az is elõfordulhat, hogy ez a közbülsõ atmoszféra a külsõ atmoszféra nyomása és a központi atom vonzása következtében folyékonnyá válik. Az eredeti atomok és kis atmoszféráik eme kétszeres vagy többszörös kombinációi még mindig külsõ atmoszférába lennének bezárva, amely csaknem gömb alakú lehetne. E három együttes hatása érzékelhetõ távolságon gravitációt hoz létre.

Az olvasónak azonban nem szabad elfeledkeznie arról, hogy ezek a megjegyzések csak elmélkedések; és csupán a gondos matematikai vizsgálat alapozhatja meg õket, vagy emelheti ideiglenesen olyan értékre, mint minden más hipotézist, amelyet  tények sokasága támaszt alá.


Babbage cambridge-i matematikaprofesszor volt. Neki jutott elõször eszébe, hogy a Jacquard által feltalált lyukkártyák nemcsak a szövõgépek, hanem a mechanikus számológépek vezérlésére is alkalmasak lehetnek. Így készítette el elsõ lyukkártya-vezérlésû mechanikus számológépét, a "differenciagépet" 1820 és 1822 között. Ez a gép alkalamas volt függvénytáblázatok készítésére, aminek különösen a csillagászok örültek.

(Sain Márton: Matematikatörténeti ABC-je alapján )

Babbage differenciagépe (difference-engine)


Vissza http://www.kfki.hu/chemonet/
http://www.ch.bme.hu/chemonet/