Энергетизм, также называемый энергизмом или энергетикой [a] ( нем . Energetik ), [1] — это вытесненная теория в науке , которая утверждает, что энергия является конечным элементом физической реальности. Энергетизм был разработан в конце 19-го века Вильгельмом Оствальдом , Георгом Гельмом и Пьером Дюгемом . Его также продвигал физик Эрнст Мах , который выступал против атомной теории, хотя его полная приверженность ей иногда была неоднозначной. [2] Энергетизм пытался заменить гипотезу атомов и молекул энергетическими отношениями. [3]
Людвиг Больцман и Макс Планк постоянно опровергали идею энергетического подхода [3] в пользу атомной теории . Программа энергетического подхода сошла на нет в 20 веке с экспериментальным подтверждением существования атомов.
Преподавая химию в Рижском политехническом институте , Вильгельм Оствальд убедился, что некоторые реакции можно объяснить только с точки зрения энергии, без необходимости привлечения гипотезы о существовании атомов. Он был вдохновлен работой Джозайи Уилларда Гиббса по термодинамике . [4] Во время вступительной лекции в 1887 году в Лейпцигском университете Оствальд изложил свою программу энергетики как альтернативу атомной теории. Во втором издании своего учебника по физической химии 1892 года он подчеркнул, что энергетические идеи должны избегать всех атомистических соображений. [ 4] Он выступал против сведения химии к механике и выступал за сведение массы и материи к энергии. [4]
Параллельно математик Георг Хельм опубликовал свой энергетический принцип в «Теории энергии» ( нем . Die Lehre von der Energie ) в 1887 году как расширение принципа сохранения энергии . В своем эссе 1890 года он предложил свести механику к энергетике с помощью своего принципа. В 1892 году он предложил сделать то же самое для электричества и магнетизма . [5] Его принцип можно записать как [5]
где d U — изменение внутренней энергии системы, T — температура , d S — изменение энтропии , p — давление и d V — изменение объема. [4] Этот принцип восстанавливает первый закон термодинамики только тогда, когда выполняется равенство. Хельм изменил знак равенства на неравенство в надежде учесть необратимые процессы. [4]
В 1895 году Больцман, поддерживавший атомную теорию в свете недавно разработанной им статистической механики , организовал дебаты с Оствальдом во время научной конференции в Любеке , Германия. [3] Больцман уже подготовил свои аргументы в частной переписке с Оствальдом после публикации своей книги. [3] Любекская научная конференция ( нем . Lübeck Naturforscherversammlung ) состоялась в сентябре того же года, на ней математик Георг Гельм и Оствальд поддержали энергетику, а Больцман и математик Феликс Кляйн поддержали атомизм. [3] Мах не присутствовал. [3] Арнольд Зоммерфельд записывает свои впечатления от конференции: [3]
Бой Больцмана с Оствальдом и внешне, и внутренне напоминал борьбу быка с гибким фехтовальщиком. Но бык победил матадора, несмотря на все фехтовальное мастерство последнего. Аргументы Больцмана пробились. Мы, тогда еще молодые математики, все поддержали Больцмана. Для нас было совершенно очевидно, что из уравнения энергии невозможно вывести уравнения движения отдельной материальной точки, не говоря уже о необязательных степенях свободы.
После конференции Хельм и Оствальд поспешили написать ответные статьи. Мах закончил свою книгу «Основы теории тепла» в 1886 году, в которой он записал, что энергетика, даже если и несовершенна, лучше механистических теорий Больцмана. [3] Макс Планк написал статью после конференции «Против новой энергетики», в противовес теории Оствальда. [3] [6]
Во Франции энергетику ( фр . énergetique ) отстаивал физик и философ науки Пьер Дюгем . Он был убежден, что вся химия и физика, включая механику, электричество и магнетизм, могут быть выведены из термодинамических принципов. [7] Он выступал против идеи атомов как составных частей материи. [8]
В 1897 году Дюгем написал публикацию по химической механике, в которой использовал термин «энергетика». [9] Эта публикация переросла в курс термодинамики с 1898 по 1899 год, неофициально названный « Énergetique» . [9] С 1904 по 1909 год Дюгем разработал специализированный курс по энергетике, который был опубликован позднее. [9]
В 1902 году Дюгем отправил черновик своей критики электродинамики Джеймса Клерка Максвелла Пьеру Кюри. Он нашел критику Дюгема неосмотрительной и не имеющей надлежащей альтернативы. Кюри сказала Дюгему: «Я полностью не согласна с вашей теорией магнетизма». [9]
В 1903 году Жан Батист Перрен в своей книге «Traité de la chimie physique» [10] критиковал энергетику за ее «теоретическую неясность». [9] Год спустя Поль Ланжевен первым публично выразил свое несогласие с Дюгемом во время симпозиума в Музее педагогики в Париже. [9] Ланжевен назвал энергетику ignorabimus , пытающимся установить ограничения для научного знания. [11]
Дюгем наконец опубликовал свой двухтомный «Трактат об энергетике» ( фр . Traité d'energétique ) в 1911 году, который был хорошо принят Оствальдом и Хельмом. [7] Ни один из вкладов Альберта Эйнштейна не был упомянут. [9]
Под влиянием экспериментов Перрена, подтвердивших теорию Эйнштейна о броуновском движении , Оствальд в четвертом издании « Очерка общей химии» в 1908 году отказался от энергетики как физической теории, приняв атомную теорию. [ 12] [3] Однако он преобразовал энергетику в онтологическую философию, подкрепленную недавно открытой Эйнштейном эквивалентностью массы и энергии E = mc2 . [3]
К 1918 году большинство физиков придерживались атомной теории. [9]
После 1908 года Оствальд переориентировал свою философию на социологические и культурные явления как часть социологической энергетики ( нем . Soziologische Energetik ). [13] Он попытался создать иерархию для классификации наук и социальных наук на основе жизни, энергии и порядка. [13]
Социолог Макс Вебер выступил против взглядов Оствальда. В 1909 году Вебер обвинил социологическую энергетику в идеологичности, недооценке сложности социальных наук и переоценке важности переосмысления явлений в энергетической терминологии. Вебер также возражал против идеи «психологической энергии» для объяснения психологии и обвинил Оствальда в попытке вывести « есть из должного ». [13]
