Az örvény-atomokról
Phil. Mag. [4], 34, 15–24 (1867)
in: Mary Jo Nye, The Question of the Atom. From the Karlsruhe Congress
to the First Solvay Conference, 1860–1911, Tomash Publishers, Los Angeles/San
Francisco, 1984
Miután
a szerzõ megismerte Helmholtz csodálatra méltó
felfedezését a tökéletes folyadékokban
– tehát a viszkozitástól (vagy folyadéksúrlódástól)
tökéletesen mentes folyadékokban – zajló örvénymozgásról,
úgy gondolta, ez a felfedezés kétségtelenül
azt sugallja, hogy a Helmoltz-féle gyûrûk az egyedüli
igazi atomok. A végtelenül szilárd és végtelenül
merev anyagdarabok létét néhány nagy modern
kémikus valószínû hipotézisnek tekinti
elhamarkodottan megfogalmazott bevezetéseiben, ám ezt a torz
feltevést egyetlen ürügy látszik igazolni – amelyet
Lucretius hozott fel és Newton is elfogadott –, nevezetesen: a különbözõ
anyagfajták megváltoztathatatlan egyedi tulajdonságainak
magyarázatához szükségesnek látszik. De
Helmholtz bebizonyította, hogy a tökéletes folyadék
bármely részének mozgásában létezik
egy abszolút megváltoztathatatlan minõség,
ha ez a különleges mozgás, amelyet "Wirbelbewegung"-nak
[örvénymozgásnak] nevez, létrejött. Így
a "Wirbelbewegung"-gal rendelkezõ tökéletes folyadék
bármely részében megvan a Lucretius-féle atom
egyik jellemzõje, a végtelen ideig fennmaradó sajátos
minõség. A tökéletes folyadékokban a "Wirbelbewegung"
csak teremetõ erõ hatására keletkezhet vagy
szûnhet meg. A Lucretius-féle atom az anyag egyetlen tulajdonságát
sem magyarázza meg anélkül, hogy a tulajdonságot
ne magának az atomnak tulajdonítaná. Az "atomok ütközését"
például Lucretius modern követõi a gázok
rugalmasságának magyarázatához hívják
segítségül. Az anyag minden más tulajdonságához
hasonlóképpen speciális erõket kell feltételezni
az atomok szintjén. Ugyanolyan könnyen (és nem kevésbé
valószínûtlen alapon) tételezhetjük fel
azt, hogy az anyag bármelyik részében, amelyik "Wirbelbewegung"-gal
rendelkezik, speciális erõknek kell fellépniük,
mint azt, hogy ezek az erõk a szilárd, oszthatatlan anyagdarabokban
lépnek fel; és ettõl kezdve a Lucretius-féle
atomnak semmilyen prima facie elõnye sincs a Helmholtz-féle
atommal szemben. Nemrégiben Tait professzor elõadótermében
élvezhettem a füstkarikák nagyszerû bemutatását.
Ezután fogalmazódott meg, hogy az anyagi tulajdonságok
magyarázatához szükséges feltevések száma
eggyel csökken, ha abból a hipotézisbõl indulunk
ki, hogy minden test a tökéletesen homogén folyadék
örvény-atomjaiból áll. Gyakran láttuk,
hogy két füstkarika egymásról ferdén visszapattan,
és az ütközés hatásától erõsen
megrázkódik. Az eredmény nagyon hasonlított
ahhoz, amit akkor figyelhetünk meg, ha két nagy gumigyûrû
ütközik egymással a levegõben. A füstkarikák
rugalmassága nem állt kevésbé távol
a tökéletestõl, mint amit az azonos alakú szilárd
gumigyûrûktõl várhatunk a gumi viszkozitásának
ismerete alapján. Az alaknak ez a kinetikus rugalmassága
természetesen tökéletes rugalmasság, ha a tökéletes
folyadék örvénygyûrûirõl van szó.
Ez legalább olyan jó kiindulás a gázok rugalmasságának
magyarázatához, mint az "atomok ütközése".
Valószínû, hogy azok a pozitív feltevések,
amelyekhez D. Bernoullinak, Herapathnak, Joule-nak, Krönignek, Clausiusnak
és Maxwellnek kellett folyamodnia – a gázok különbözõ
termodinamikai tulajdonságaira vonatkozó nagyszerû
vizsgálatai során – a két atom közötti kölcsönös
erõket és az egyes atomok vagy molekulák által
felvett kinetikus energiát illetõen, kielégíthetõk
az örvénygyûrûkkel anélkül, hogy a
tehetetlenségen és a tér inkompresszibilis kitöltésén
kívül bármilyen más tulajdonságot követelnénk
meg az anyagban. Két tetszõleges nagyságú és
sebességû, egymás mellett két tetszõleges
vonalon elhaladó, az egyik átmérõjének
nagy többszörösénél egymást jobban
nem megközelítõ örvénygyûrû
kölcsönhatása tökéletesen megoldható
matematikai probléma; s az új mozzanatokon gondolkozva izgalmas
nehézségekbe ütközünk. A probléma megoldása
a gázokra javasolt új kinetikus elmélet alapja lesz.
Joggal élhetünk azzal az elõfeltevéssel, hogy
a rugalmas szilárd testek és folyadékok elméletéhez
a szorosabban illeszkedõ örvény-atomok dinamikájából
indulhatunk majd ki. Ezzel az elõfeltevéssel kapcsolatban
megjegyezhetjük, hogy annak a dolgozatnak a puszta címe, amelyet
Rankine 1849-ben és 1850-ben terjesztett az Edinburgh-i Királyi
Társaság elé a "Molekuláris örvények"-rõl,
a fizikai elmélet fontos ösztönzõ lépése
volt.
Kémiatörténet | http://www.kfki.hu/chemonet/
http://www.chemonet.hu/ |