Basisvormen van de beweging

Beweging in de meest algemene zin, waarin het wordt opgevat als een wijze van bestaan, als een inherente eigenschap van de materie, begrijpt alle veranderingen en processen die zich in het universum voordoen, van de loutere verandering van plaats tot het denken. Het onderzoek naar de aard van de beweging moest natuurlijk beginnen bij de laagste, eenvoudigste, vormen van deze beweging en deze leren begrijpen, voor ze iets kon verklaren van de hogere en meer gecompliceerde vormen. Zo zien we hoe in de historische ontwikkeling van de natuurwetenschappen de theorie van de eenvoudige plaatsverandering, de mechanica van de hemellichamen en de aardse massa’s, eerst wordt ontwikkeld en gevolgd door de theorie van de moleculaire beweging, de fysica, en direct daarna, bijna ernaast en soms er voor, de wetenschap van de atoombeweging, de scheikunde. Pas nadat deze verschillende takken van kennis over de bewegingsvormen die de levenloze natuur beheersen, een hoge mate van ontwikkeling hadden bereikt, kon de verklaring van de bewegingsprocessen die het levensproces vertegenwoordigen, met succes worden begrepen. Zij boekte vooruitgang in verhouding tot de vooruitgang van de mechanica, de fysica en de chemie. Terwijl de mechanica dus al lang in staat was om in het dierlijk lichaam de effecten van door spiercontractie in beweging gebrachte gewrichten voldoende toe te schrijven aan wetten die ook in de levenloze natuur gelden, staat de fysisch-chemische basis van de andere levensverschijnselen nog maar aan het begin. Daarom zijn we bij het onderzoek naar de aard van de beweging gedwongen om de organische vormen van beweging buiten beschouwing te laten. We zijn gedwongen om ons – in overeenstemming met de stand van de wetenschap – te beperken tot de bewegingsvormen van de niet-levende natuur.

Alle beweging is gebonden aan een verandering van plaats, of het nu gaat om een plaatsverandering van hemellichamen, aardse massa’s, moleculen, atomen of etherdeeltjes. Hoe hoger de vorm van beweging, hoe kleiner de plaatsverandering. Het put de aard van de beweging in kwestie op geen enkele manier uit, maar het is er wel onlosmakelijk mee verbonden. Daarom moet het eerst worden onderzocht.

De hele voor ons toegankelijke natuur vormt een systeem, een algehele samenhang van lichamen, en met lichamen bedoelen we hier alle materiële verschijningsvormen van de ster tot het atoom, ja, tot het etherdeeltje, voor zover het bestaan ervan wordt toegegeven. Het feit dat deze lichamen met elkaar verbonden zijn, houdt al in dat ze op elkaar inwerken en dat hun wederzijdse actie beweging is. Het is hier al duidelijk dat materie ondenkbaar is zonder beweging. En als de materie ons bovendien confronteert als gegeven, even ongeschapen als onverwoestbaar, dan volgt daaruit dat de beweging ook even ongeschapen als onverwoestbaar is. Deze conclusie werd onweerlegbaar zodra het universum werd erkend als een systeem, als een verbinding van lichamen. En aangezien deze kennis werd opgedaan door de filosofie lang voordat deze effectief werd in de natuurwetenschap, kan worden verklaard waarom de filosofie een volledige 200 jaar voor de natuurwetenschap de conclusie trok van de niet-creatie en onverwoestbaarheid van de beweging. Zelfs de vorm waarin dit gebeurde is nog steeds superieur aan de huidige wetenschappelijke formulering. Descartes’ principe, dat de hoeveelheid beweging die in het universum aanwezig is altijd hetzelfde is, heeft slechts de vormfout van het toepassen van een eindige expressie op een oneindige omvang. Aan de andere kant zijn er in de natuurwetenschap op dit moment twee uitdrukkingen van dezelfde wetmatigheid aanwezig: Helmholtz’s wet van het behoud van kracht, en de nieuwere, meer precieze, een van het behoud van energie. De ene zegt, zoals we zullen zien, precies het tegenovergestelde van de andere, en bovendien drukt elk van hen slechts één kant van de relatie uit.

Wanneer twee lichamen op elkaar inwerken zodat er een plaatsverandering is van één of beide, kan deze verandering van plaats alleen bestaan uit een nadering of een verwijdering. Ze trekken elkaar aan of ze stoten elkaar af. Of, zoals de mechanica het uitdrukt, de krachten die tussen hen werken staan centraal en handelen langs de lijn die hun middelpunt met elkaar verbindt. Dat dit gebeurt, dat het in het hele universum zonder uitzondering het geval is, hoe gecompliceerd de bewegingen ook lijken, wordt tegenwoordig als vanzelfsprekend geaccepteerd. Het lijkt ons onzinnig om aan te nemen dat, wanneer twee lichamen op elkaar inwerken en hun onderlinge interactie niet wordt tegengewerkt door een obstakel of de invloed van een derde lichaam, deze actie anders moet lopen dan langs de kortste en meest directe weg, d.w.z. langs de rechte lijn die hun middelpunt met elkaar verbindt.{1} Het is bovendien bekend dat Helmholtz (Erhaltung der Kraft, Berlijn, 1847, secties 1 en 2) het wiskundige bewijs heeft geleverd dat centrale actie en onveranderlijkheid van de hoeveelheid beweging wederzijds zijn geconditioneerd en dat de veronderstelling van andere dan centrale acties leidt tot resultaten waarin beweging ofwel kan worden gecreëerd ofwel kan worden vernietigd. Vandaar dat de basisvorm van alle beweging, nadering en scheiding, samentrekking en expansie is – kortom, de oude polaire tegenpolen van aantrekking en afstoting.

Opgelet: aantrekking en afstoting worden hier niet beschouwd als zogenaamde “krachten” maar als eenvoudige vormen van beweging, net zoals Kant de materie al had opgevat als de eenheid van aantrekking en afstoting. Wat onder het begrip “krachten” moet worden verstaan, zal te zijner tijd blijken.

Alle beweging bestaat uit het samenspel van aantrekking en afstoting. Beweging is echter alleen mogelijk als elke individuele aantrekking wordt gecompenseerd door een overeenkomstige afstoting ergens anders. Anders zou de ene kant na verloop van tijd het overwicht over de andere krijgen en zou de beweging uiteindelijk ophouden. Daarom moeten alle aantrekkingen en alle afstotingen in het universum tegen elkaar opwegen. De wet van de onverwoestbaarheid en de niet-creatie van de beweging krijgt zo de uitdrukking dat elke aantrekkingsbeweging in het universum moet worden gecompleteerd met een equivalente afstotingsbeweging, en omgekeerd; of, zoals de oudere filosofie – lang voor de wetenschappelijke formulering van de wet van behoud van kracht of energie – stelde: dat de som van alle aantrekkingen in het universum gelijk is aan de som van alle afstotingsbewegingen.

Het lijkt er echter op dat er nog steeds twee mogelijkheden zijn om alle beweging op een bepaald moment te stoppen, hetzij door afstoting en aantrekking die elkaar uiteindelijk feitelijk compenseren, hetzij door de totale afstoting die uiteindelijk bezit neemt van het ene deel van de materie met de totale aantrekkingskracht van het andere deel. Volgens de dialectiek kunnen deze mogelijkheden niet vanaf het begin bestaan. Zodra de dialectiek, uit de resultaten van eerdere natuurervaringen bewezen heeft dat alle polaire tegenpolen bepaald zijn door het wisselende spel van twee tegenovergestelde polen, dat scheiding en tegenstelling van deze polen alleen bestaat binnen hun samenhang en vereniging, en omgekeerd hun vereniging alleen in hun scheiding, hun samenhang alleen in hun tegenstelling, dan is noch een definitieve compensatie van afstoting en aantrekking, noch een definitieve verdeling van de ene bewegingsvorm in de ene helft van de materie en in de andere helft, dat wil zeggen noch de wederzijdse eenheid van de twee polen, noch de definitieve verdeling van de ene vorm van beweging naar de andere helft van de materie te verwachten. |Met het oog op wederzijdse compensatie en neutralisatie.| Het zou hetzelfde zijn als in het eerste geval, dat men verlangt dat de noord- en zuidpool van een magneet zich met elkaar in evenwicht brengen, en in het tweede geval dat het doorsnijden van een magneet in het midden tussen de twee polen een noordelijke helft zonder zuidpool geeft, en een zuidelijke helft zonder noordpool. Maar zelfs als de ongeoorloofdheid van dergelijke veronderstellingen al voortvloeit uit de dialectische aard van de polaire tegenstelling, speelt toch de tweede veronderstelling een zekere rol in de natuurkundige theorie, dankzij de heersende metafysische denkwijze van de natuurwetenschappers. Dit wordt later besproken.

Hoe presenteert beweging zich in het samenspel van aantrekking en afstoting? We kunnen dit het beste onderzoeken in de afzonderlijke bewegingsvormen. De conclusie is dan gemakkelijk te trekken.

Neem de beweging van een planeet rond zijn centrale lichaam. In de gewone schoolastronomie wordt de door Newton beschreven ellips verklaard door de interactie van twee krachten, de aantrekkingskracht van het centrale lichaam en een tangentiële kracht die de planeet normaal voortstuwt in de richting van deze aantrekkingskracht. Dus naast de centrale bewegingsvorm neemt het ook een andere richting, loodrecht op de centrale verbindingslijn van het middelpunt of de zogenaamde “kracht”. Het is dus in tegenspraak met de bovengenoemde basiswet, volgens welke alle beweging in ons universum alleen kan plaatsvinden in de richting van het middelpunt van de op elkaar inwerkende lichamen, of, zoals men het uitdrukt, alleen wordt veroorzaakt door centraal werkende “krachten”. Het introduceert ook een element van beweging in de theorie, wat, zoals we gezien hebben, noodzakelijkerwijs leidt tot het ontstaan en vernietiging van beweging en dus ook een Schepper veronderstelt. Het ging er dus om deze mysterieuze tangentiële kracht terug te brengen tot een centrale vorm van beweging, en dit is wat de Kant-Laplace theorie van de kosmogonie deed. Zoals bekend is het hele zonnestelsel volgens deze opvatting ontstaan uit een roterende, uiterst ijle, gasvormige massa door geleidelijke samentrekking. De draaiende beweging is duidelijk het sterkst aan de evenaar van deze gasvormige bol, en individuele gasvormige ringen scheiden zich van de massa en klonteren samen tot planeten, planetoïden, enz., die rond het centrale lichaam draaien in de richting van de oorspronkelijke rotatie. Deze rotatie wordt meestal verklaard door de intrinsieke beweging van de afzonderlijke gasdeeltjes, die in een grote verscheidenheid aan richtingen plaatsvindt, maar uiteindelijk overheerst een overmaat in een bepaalde richting, waardoor de rotatiebeweging steeds sterker moet worden naarmate de samentrekking van de gasbol vordert. Echter, welke hypothese men ook maakt over de oorsprong van de rotatie, bij elk daarvan wordt de tangentiële kracht geëlimineerd, opgelost in een bepaalde manifestatie van een beweging die zich in een centrale richting voordoet. Als het ene, direct centrale element van de planeetbeweging wordt vertegenwoordigd door de zwaartekracht, de aantrekkingskracht tussen dit element en het centrale lichaam, dan verschijnt het andere, tangentiële element nu als een restant, in overgedragen of getransformeerde vorm, van de oorspronkelijke afstoting van de individuele deeltjes van de gasbol. Het bestaansproces van een zonnestelsel verschijnt nu als een samenspel van aantrekken en afstoten, waarbij de aantrekkingskracht geleidelijk aan de overhand krijgt doordat de afstoting in de vorm van warmte de ruimte in wordt gestraald en zo steeds meer verloren gaat voor het systeem.

Op het eerste gezicht ziet men dat de bewegingsvorm, die hier als afstoting wordt opgevat, dezelfde is als die welke de moderne fysica “energie” noemt. Door de samentrekking van het systeem en de daaruit voortvloeiende scheiding van de afzonderlijke lichamen waaruit het vandaag de dag bestaat, heeft het systeem “energie” verloren, en volgens de bekende berekening van Helmholtz bedraagt dit verlies nu ⁴⁵³/₄₅₄ van de totale hoeveelheid beweging die er oorspronkelijk in de vorm van afstoting in aanwezig was.

Laten we ook een fysieke massa op onze aarde nemen. Het is verbonden met de aarde door de zwaartekracht, zoals de aarde is verbonden met de zon; maar in tegenstelling tot de aarde, is het niet in staat tot vrije planetaire beweging. Het kan slechts door een impuls van buitenaf in beweging worden gebracht, en zelfs dan, zodra de impuls ophoudt, komt zijn beweging snel tot stilstand, hetzij door het effect van de zwaartekracht alleen of door de laatste in combinatie met de weerstand van het medium waarin het zich beweegt. Ook weerstand is in laatste instantie een effect van de zwaartekracht, zonder welke de aarde geen verzet zou hebben, geen atmosfeer. Bij een puur mechanische beweging op het aardoppervlak hebben we te maken met een situatie waarin de zwaartekracht, de aantrekkingskracht, onmiskenbaar dominant is, waarbij het ontstaan van de beweging de twee fasen laat zien: eerst handelen tegen de zwaartekracht, en dan de zwaartekracht laten werken. In één woord, til op en laat los.

Zo hebben we weer een wisselwerking tussen de aantrekkingskracht en een vorm van beweging die tegengesteld is aan de aantrekkingskracht, vandaar een afstotende vorm van beweging. Maar binnen het gebied van de aardse zuivere mechanica (die zich bezighoudt met massa’s van gegeven toestanden van aggregatie en samenhang die door haar als onveranderlijk worden beschouwd) komt deze afstotende vorm van beweging niet in de natuur voor. De fysische en chemische omstandigheden waaronder een rotsblok van een bergtop kan loskomen, of de mogelijkheid van een waterval, dat ligt buiten ons gebied. Daarom moet in de zuivere aardse mechanica de afstotende, heffende beweging kunstmatig worden geproduceerd: door menselijke kracht, dierlijke kracht, water of stoomkracht, enz. En deze omstandigheid, deze noodzaak om de natuurlijke aantrekkingskracht kunstmatig te bestrijden, doet de werktuigkundigen geloven dat de aantrekkingskracht, de zwaarte, of zoals ze zeggen, gravitatie, de meest essentiële, ja, de basisvorm is van de beweging in de natuur.

Als bijvoorbeeld een gewicht wordt opgetild en door zijn directe of indirecte val de beweging aan andere lichamen doorgeeft, is het niet het optillen van het gewicht dat deze beweging doorgeeft, maar de zwaartekracht, volgens de gangbare mechanische opvatting. Zo schrijft Helmholtz:

“de eenvoudigste en meest bekende kracht, de zwaartekracht, is de drijfkracht... Bijvoorbeeld de wandklokken die door een gewicht worden aangedreven. Het gewicht ... kan de zwaartekracht niet gehoorzamen, zonder het uurwerk in gang te zetten.” Maar het kan de klok niet in beweging zetten zonder te dalen, en het daalt tot de ketting waaraan het hangt volledig is afgerold. “Dan stopt de klok, dan is het gewichtsvermogen voorlopig uitgeput. Het gewicht is niet verloren gegaan of verminderd, het wordt nog steeds in dezelfde mate aangetrokken tot de aarde, maar het vermogen van dit gewicht om beweging te veroorzaken is verloren gegaan ... Maar we kunnen de klok opwinden door de kracht van onze arm, waardoor het gewicht weer omhoog gaat. Zodra dit is gebeurd, heeft het zijn vroegere vermogen teruggewonnen en kan de klok weer in beweging komen.” (Helmholtz, Populäre Vorträge, II. pp. 144-145.)

Volgens Helmholtz is het dus niet de actieve beweging, het optrekken van het gewicht, dat de klok in beweging zet, maar de passieve zwaarte van het gewicht, hoewel deze zelfde zwaarte slechts door het ophalen uit zijn passiviteit wordt gerukt en ook weer terugkeert naar zijn passiviteit na het afrollen van de ketting. Volgens de nieuwe opvatting, zoals we zojuist hebben gezien, is energie dus een andere term voor afstoting, terwijl hier in de oudere, het concept van Helmholtz, kracht verschijnt als een andere uitdrukking voor het tegenovergestelde van afstoting, voor aantrekking. Voorlopig noteren we dit gewoon.

Wanneer nu het proces van de aardse mechanica zijn einde heeft bereikt, wanneer de zwaarte omhoog is gebracht en dan weer van diezelfde hoogte is gedaald, wat gebeurt er dan met deze beweging? Voor de pure mechanica is het verdwenen. Maar we weten dat het in geen geval is vernietigd. In mindere mate is het omgezet als oscillaties van geluidsgolven, in veel grotere mate in warmte – warmte, die deels werd overgebracht naar de weerstand biedende atmosfeer, deels naar het vallende lichaam zelf, en ten slotte naar de grond waar het neervalt. Het klokgewicht geeft ook geleidelijk zijn beweging op, in de vorm van wrijvingswarmte aan de afzonderlijke raderen van het uurwerk. Maar, hoewel meestal op deze wijze uitgedrukt, is het niet de vallende beweging, d.w.z. de aantrekkingskracht, die is overgegaan in warmte, in een vorm van afstoting. Integendeel, de aantrekkingskracht, de zwaarte, blijft, zoals Helmholtz terecht opmerkt, wat het vroeger was en wordt, om precies te zijn, nog groter. Eerder is het de afstoting die aan het opgetilde lichaam is verbonden, die mechanisch wordt vernietigd door het vallen en weer opduikt als warmte. De afstoting van massa’s wordt omgezet in moleculaire afstoting.

Warmte is, zoals gezegd, een vorm van afstoting. Het zorgt ervoor dat de moleculen van vaste lichamen gaan trillen, waardoor de binding tussen de afzonderlijke moleculen vermindert, totdat de overgang naar de vloeibare toestand eindelijk plaatsvindt; het verhoogt ook de beweging van de moleculen in deze toestand, met voortdurende toevoer van warmte, tot een mate waarin ze volledig gescheiden zijn van de massa en zich vrij bewegen met een bepaalde snelheid die voor elk molecuul wordt bepaald door zijn chemische samenstelling; met een voortdurende toevoer van warmte verhoogt het ook de snelheid nog meer, en zorgt dus voor meer afstoting van de moleculen.

Warmte is echter een vorm van zogenaamde “energie”; ook hier blijkt dit identiek te zijn aan afstoting.

In de fenomenen statische elektriciteit en magnetisme hebben we een polaire verdeling van aantrekking en afstoting. Welke hypothese ook wordt aanvaard met betrekking tot de modus operandi | werkwijze | van deze twee vormen van beweging; gezien de feiten twijfelt niemand eraan dat aantrekking en afstoting, voor zover ze veroorzaakt worden door statische elektriciteit of magnetisme en zich ongehinderd kunnen ontvouwen, elkaar volledig compenseren, zoals in feite noodzakelijkerwijs volgt uit de aard van de polaire verdeling. Twee polen waarvan de werking elkaar niet volledig compenseert, zouden geen polen zijn en zijn tot nu toe niet in de natuur aangetroffen. Wij laten het galvanisme voorlopig buiten beschouwing, omdat het proces in het galvanisme wordt bepaald door chemische processen en daardoor ingewikkeld is. Laten we daarom liever kijken naar de chemische processen zelf.

Als twee gewichtsdelen waterstof met 15,96 gewichtsdelen zuurstof combineren tot waterdamp, ontstaat er tijdens dit proces een hoeveelheid warmte van 68.924 warmte-eenheden. Omgekeerd, als 17,96 gewichtsdelen waterdamp in 2 gewichtsdelen waterstof en 15,96 gewichtsdelen zuurstof moeten worden gesplitst, is dit alleen mogelijk op voorwaarde dat de waterdamp een hoeveelheid beweging krijgt die overeenkomt met 68.924 warmte-eenheden – hetzij in de vorm van warmte zelf, hetzij in de vorm van elektrische beweging. Hetzelfde geldt voor alle andere chemische processen. In de overgrote meerderheid van de gevallen komt er beweging vrij tijdens de samenstelling en wordt er beweging toegevoegd bij het ontbinden. Ook hier is afstoting meestal de actieve kant van het proces, meer bedeeld met beweging of juist degene die beweging vereist, en aantrekkingskracht is de passieve kant van het proces, waardoor beweging overbodig en weggegeven wordt. Daarom verklaart de moderne theorie opnieuw dat in het geheel genomen, energie vrijkomt wanneer de elementen verenigd zijn, en gebonden wanneer ze gescheiden zijn. Dus energie staat hier weer voor afstoting. En Helmholtz verklaart:

“Deze kracht” (de chemische affiniteit) “kunnen we ons voorstellen als een aantrekkingskracht... Deze aantrekkingskracht tussen koolstof- en zuurstofatomen werkt net zo goed als die welke de aarde uitoefent in de vorm van zwaarte op een opgetild gewicht ... Wanneer koolstof- en zuurstofatomen zich op elkaar storten en samen koolzuur vormen, moeten de nieuw gevormde deeltjes koolzuur in een zeer hevige moleculaire beweging zijn, d.w.z. in thermische beweging ... Als het later zijn warmte aan de omgeving heeft afgegeven, hebben we nog steeds alle koolstof, alle zuurstof en de affiniteit tussen de twee in het koolzuur, net zo sterk als voorheen. Maar dat laatste manifesteert zich nu alleen nog maar doordat de koolstof- en zuurstofatomen stevig aan elkaar vastzitten, zonder dat ze van elkaar gescheiden kunnen worden.” (Helmholtz, l.c., p. 169 [/170].)

Het is net als daarnet: Helmholtz staat erop dat kracht zowel in de chemie als in de mechanica alleen bestaat in aantrekkingskracht en dus precies het tegenovergestelde is van wat andere natuurkundigen energie noemen en identiek is aan afstoting.

We hebben dus niet langer de twee eenvoudige fundamentele vormen van aantrekking en afstoting, maar een hele reeks ondergeschikte vormen waarin het proces van universele beweging tot stand komt, die zich binnen de grenzen van de tegenstelling van aantrekking en afstoting ontwikkelen. Maar het is zeker niet alleen in ons denken dat deze vele verschijningsvormen worden bijeengebracht onder die ene uitdrukking van de beweging. Integendeel, ze bewijzen zich door hun acties als vormen van een en dezelfde beweging, in die zin dat onder bepaalde omstandigheden de ene in de andere kan opgaan. Mechanische bewegingen van de massa veranderen in warmte, elektriciteit, magnetisme; warmte en elektriciteit veranderen in een chemische ontbinding; chemische eenheid ontwikkelt op zijn beurt warmte en elektriciteit en geeft magnetisme aan de laatste; en ten slotte produceren warmte en elektriciteit weer een mechanische beweging van de massa. En wel zodanig dat een bepaalde hoeveelheid beweging van de ene vorm altijd overeenkomt met een nauwkeurig bepaalde hoeveelheid beweging van de andere vorm; waarbij het opnieuw irrelevant is voor welke bewegingsvorm de meeteenheid wordt gebruikt waarmee deze hoeveelheid beweging wordt gemeten: of het nu gaat om het meten van bewegingen van de massa, de warmte, de zogenaamde elektromotorische kracht, of de beweging die in chemische processen wordt omgezet.

We baseren ons hier op de theorie van het “behoud van energie”, opgesteld in 1842 door J.R. Mayer[4] en sindsdien met briljant succes internationaal gepreciseerd, en nu moeten we de basisideeën onderzoeken waarmee deze theorie vandaag de dag werkt. Dit zijn de ideeën van “kracht” of “energie” en van “arbeid”.

Het is hierboven al aangetoond dat de nieuwere, nu waarschijnlijk algemeen aanvaarde opvatting van energie die van afstoting is, terwijl Helmholtz de voorkeur geeft aan het woord kracht om de aantrekkingskracht uit te drukken. Men zou hierin een onverschillig verschil in vorm kunnen zien, omdat aantrekking en afstoting in het universum elkaar compenseren, en omdat het dus onverschillig lijkt welke kant van de verhouding men positief of negatief situeert; net zoals het op zich onverschillig is of men de positieve abscissen naar rechts of naar links telt vanaf een punt in een willekeurige lijn. Dit is echter absoluut niet het geval.

Want het gaat hier in de eerste plaats niet om het heelal, maar om verschijnselen die zich op de aarde voordoen en geconditioneerd worden door de exacte positie van de aarde in het zonnestelsel, en van het zonnestelsel in het heelal. Ons zonnestelsel geeft echter op elk moment enorme hoeveelheden beweging af aan de ruimte, beweging van een zeer specifieke kwaliteit: zonnewarmte, d.w.z. afstoting. Maar onze aarde zelf leeft door de warmte van de zon, en ze straalt op haar beurt uiteindelijk de ontvangen zonnewarmte de ruimte in, nadat ze een deel van deze warmte heeft omgezet in andere vormen van beweging. In het zonnestelsel en vooral op de aarde is de aantrekkingskracht dus al aanzienlijk groter dan de afstoting. Zonder de afstotende beweging die door de zon naar ons wordt uitgestraald, zou alle beweging op aarde ophouden. Zou de zon morgen afgekoeld zijn, dan zou de aantrekkingskracht op aarde blijven wat ze nu is onder verder ongewijzigde omstandigheden. Net als voorheen zou een steen van 100 kilo, waar dan ook gelegen, 100 kilo wegen. Maar de beweging van massa’s, moleculen en atomen zou naar ons idee absoluut tot stilstand komen. Het is dus duidelijk: voor processen die zich op de huidige aarde afspelen, is het geenszins onverschillig of men aantrekking of afstoting ziet als de actieve kant van de beweging, d.w.z. als “kracht” of “energie”. Integendeel, op de huidige aarde is de aantrekkingskracht al vrij passief geworden door het doorslaggevende overwicht van de afstoting; alle actieve beweging is te wijten aan de aanvoer van afstoting door de zon. Daarom heeft de moderne school – ook al blijft het onduidelijk over de aard van de verhouding van de gevormde beweging – in feite gelijk voor aardse processen en inderdaad voor het hele zonnestelsel, als het energie opvat als afstoting.

De term “energie” drukt niet de hele bewegingsverhouding correct uit door slechts één kant, de actie, te omvatten, maar niet de reactie. Het laat ook de schijn toe dat “energie” iets van buitenaf is, ingeplant. Maar het is onder alle omstandigheden te verkiezen boven de term “kracht”.

Het idee van kracht is, zoals iedereen heeft toegegeven (van Hegel tot Helmholtz), ontleend aan de activiteit van het menselijk organisme in zijn omgeving. We spreken van spierkracht, van het hefvermogen van de arm, sprongkracht van de benen, het vermogen tot vertering in de maag en het darmkanaal, van de zintuiglijke kracht van de zenuwen, van de secretieve kracht van de klieren, enz. Met andere woorden, om te voorkomen dat we de werkelijke oorzaak van een verandering, veroorzaakt door een functie van ons organisme, verklaren, fabriceren we een fictieve oorzaak, een zogenaamde kracht die overeenkomt met de verandering. Vervolgens dragen we deze handige methode ook over naar de buitenwereld en verzinnen we zoveel krachten als er verschillende fenomenen zijn.

De natuurwetenschap (soms met uitzondering van de hemelse en aardse mechanica) bevond zich nog in deze naïeve fase in de tijd van Hegel, die destijds terecht tegen de manier van het benoemen van krachten inging (plaats van het citaat). Ook op een andere plaats:

“Het is beter” (om te zeggen) “de magneet heeft een ziel” (zoals Thales het zegt) “dan dat het een aantrekkingskracht heeft; kracht is een soort eigenschap die te scheiden is van materie, gepresenteerd als een predicaat, – de ziel daarentegen, in zijn beweging is identiek aan de aard van de materie.” [cursief van Engels] (Gesch. d. Phil., I, p. 208.)

Vandaag maken we het onszelf niet meer zo gemakkelijk met betrekking tot de krachten. Helmholtz:

“Als we een natuurwet volledig kennen, moeten we ook eisen dat deze zonder uitzondering geldt ... De wet confronteert ons dus als een objectieve macht, en daarom noemen we het kracht. We objectiveren bijvoorbeeld de wet van de lichtbreking als brekingskracht van transparante stoffen, de wet van de chemische affiniteiten als verwantschapskracht van de verschillende stoffen met elkaar. We spreken dus van een elektrische contactkracht van metalen, van een adhesiekracht, capillaire kracht en andere. In deze benamingen worden wetten geobjectiveerd, die in eerste instantie alleen bestaan uit kleinere reeksen van natuurlijke processen, waarvan de voorwaarden nog steeds vrij gecompliceerd zijn ... de kracht is alleen de geobjectiveerde wet van de werking ... Het abstracte idee van kracht, door ons ingevoerd, geeft alleen aan dat we deze wet niet willekeurig hebben uitgevonden, maar dat het een wet is gebonden aan de fenomenen. Onze wens om de natuurverschijnselen te begrijpen, dat wil zeggen hun wetten te vinden, neemt dus een andere vorm [van expressie] aan, namelijk dat we moeten zoeken naar de krachten die de oorzaken van de verschijnselen zijn.” (l.c., pp. 189-191. Innsbruck lezing van 1869.)

In de eerste plaats is het in ieder geval een eigenaardige manier om te “objectiveren” wanneer men het zuiver subjectieve idee van kracht introduceert in een natuurwet die al onafhankelijk van onze subjectiviteit is vastgesteld, dat wil zeggen, al volledig objectief. Hooguit een oud-hegeliaan van het strengste type durft zoiets te doen, maar niet een neokantiaan als Helmholtz. Noch de wet, eenmaal vastgesteld, noch haar objectiviteit, noch die van haar werking, krijgt een nieuwe objectiviteit als we er een kracht aan toeschrijven; wat er wordt toegevoegd, dat is onze subjectieve bewering dat het werkt door middel van een kracht die voor het moment volledig onbekend is. Maar de verborgen betekenis van deze toedichting wordt duidelijk zodra Helmholtz ons voorbeelden geeft: lichtbreking, chemische affiniteit, contactelektriciteit, adhesie, capillariteit; en de wetten die deze verschijnselen beheersen worden verheven in de “objectieve” adelstand van de krachten.

“In deze benamingen worden wetten geobjectiveerd, die in eerste instantie alleen bestaan uit kleinere reeksen van natuurlijke processen, waarvan de voorwaarden nog steeds vrij ingewikkeld zijn.”

En juist hier krijgt “objectivering”, die eerder subjectivering is, een betekenis: niet omdat we de wet volledig hebben erkend, maar juist omdat dit niet het geval is, omdat we nog niet duidelijk zijn over de “vrij complexe voorwaarden” van deze fenomenen, en daarom nemen we hier soms onze toevlucht tot het woord kracht. We drukken daarmee niet onze wetenschappelijke kennis uit, maar ons gebrek aan wetenschappelijke kennis over de aard van de wet en de wijze van handelen. In die zin kan het, als een snelle verwoording van een oorzakelijk verband, dat nog niet is vastgesteld, als een voorlopig lapmiddel gebruikt worden. Alles wat meer is dan dat, dat is slecht. Met hetzelfde recht als Helmholtz fysische fenomenen verklaart uit de zogenaamde lichtbrekingskracht, elektrische contactkracht, enz., verklaarden de middeleeuwse geleerden temperatuurveranderingen uit een vis calorifica |warmte producerende kracht| en een vis frigifaciens |koude producerende kracht| en bespaarden zich zo alle verder onderzoek van de warmteverschijnselen.

En zelfs in die zin is het krom. Want het drukt alles eenzijdig uit. Alle natuurlijke processen zijn tweezijdig, gebaseerd op de verhouding van ten minste twee actieve delen, actie en reactie. Het begrip kracht, als gevolg van de activiteit van het menselijk organisme op de buitenwereld en ook van de aardse mechanica, impliceert echter dat slechts één deel actief is, dat handelt, en het andere deel dat passief is, ontvankelijk, en zo vormt het een uitbreiding, nog steeds niet aantoonbaar, van het genusverschil met het domein van de levenloze natuur. De reactie van het tweede deel, waarop de kracht werkt, verschijnt hooguit als een passieve reactie, als een weerstand. Toegegeven, deze opvatting kan worden geaccepteerd op een hele reeks gebieden, zelfs buiten het domein van de pure mechanica, dat wil zeggen, waar het een kwestie is van een eenvoudige overdracht van beweging en de kwantitatieve berekening ervan. Maar zelfs in de meer complexe fysische processen is het niet meer voldoende, zoals Helmholtz’ eigen voorbeelden aantonen. De lichtbrekingskracht ligt evenzeer in het licht zelf als in de transparante lichamen. In het geval van adhesie en capillariteit zit de “kracht” zeker net zo goed in het harde oppervlak als in de vloeistof. In het geval van contactelektriciteit is het in ieder geval zeer zeker dat beide metalen eraan bijdragen, en de “chemische verwantschapskracht” ligt ergens, in ieder geval in beide verbonden delen. Een kracht, echter, die uit twee gescheiden krachten bestaat, een actie die geen reactie veroorzaakt, maar deze in zich draagt, is geen kracht in de zin van de aardse mechanica, de enige wetenschap waarin men echt weet wat een kracht betekent. Want de basisvoorwaarden van de aardse mechanica zijn, ten eerste, de weigering om de oorzaken van de impuls te onderzoeken, d.w.z. de aard van de kracht op elk moment, en, ten tweede, de opvatting van het eenzijdige karakter van de kracht waaraan de zwaartekracht altijd op elke plaats tegengesteld is, zodat voor elke ruimte die door een vallend aardse lichaam wordt afgelegd, de straal van de aarde gelijk is aan ∞.

Maar laten we verder kijken, hoe Helmholtz zijn “krachten” in de natuurwetten “objectiveert”.

In een lezing van 1854 (l.c., p. 119) onderzoekt hij de “reserve arbeidskracht” van de oorspronkelijke nevelmassa, waaruit ons zonnestelsel is ontstaan.

“In feite had deze nevelmassa een enorm arbeidsvermogen, al was het maar in de vorm van de universele aantrekkingskracht van al zijn onderdelen op elkaar.”

Dat is ongetwijfeld zo. Maar het is minstens zo zeker dat deze hele inbreng van zwaartekracht of gravitatie nog steeds in het huidige zonnestelsel intact is, inclusief de minieme hoeveelheid die werd verloren met de materie die misschien onherroepelijk in de ruimte verdwenen is. Verder:

“ook de chemische krachten moeten al aanwezig zijn, klaar om te functioneren; maar aangezien deze krachten alleen effectief kunnen worden bij het meest intense contact met de verschillende massa’s, moet de verdichting hebben plaatsgevonden voordat hun interactie begon.” [p. 120]

Als we, zoals Helmholtz hierboven, deze chemische krachten begrijpen als verwantschapskrachten, dus als een aantrekking, dan moeten we hier ook zeggen dat de totale som van deze chemische aantrekkingskrachten nog steeds onverminderd voortduurt binnen het zonnestelsel.

Helmholtz geeft echter op dezelfde pagina zijn resultaat van de berekening:

“dat slechts ongeveer het 454e deel van de oorspronkelijke mechanische kracht als zodanig bestaat.”

– namelijk in het zonnestelsel. Hoe moet men dat begrijpen? De zwaartekracht, zowel algemeen als chemisch, is nog steeds intact in het zonnestelsel. Helmholtz geeft geen andere betrouwbare krachtbron aan. Maar volgens Helmholtz hebben die krachten enorm werk verricht. Maar ze zijn niet toe- of afgenomen als gevolg daarvan. Net als het gewicht van de klok hierboven wordt elke molecule in het zonnestelsel en het hele zonnestelsel zelf beïnvloed. “De zwaarte is niet verloren gegaan of verminderd. Wat er gebeurt met koolstof en zuurstof, zoals eerder genoemd, geldt dat ook voor alle chemische elementen: de totale gegeven hoeveelheid van elk element blijft bestaan, en “de totale affiniteit blijft net zo krachtig als voorheen.” Wat hebben we dan verloren? En welke “kracht” heeft het enorme werk verricht dat 453 keer groter is dan wat het zonnestelsel volgens zijn berekening nog kan presteren? Tot nu toe geeft Helmholtz geen antwoord. Maar verderop zegt hij:

“Of er nog een voorraad kracht in de vorm van warmte aanwezig was, weten we niet.” [cursief van Engels – p. 120]

Als ik mag. Warmte is een afstotende “kracht”, d.w.z. het gaat zowel de richting van de zwaartekracht als de chemische aantrekkingskracht tegen, is min als deze plus is. Als volgens Helmholtz de oorspronkelijke voorraad kracht bestaat uit een algemene en chemische aantrekkingskracht, dan zou een voorraad warmte, die ook nog steeds aanwezig is, niet bij die voorraad moeten opgeteld worden, maar moeten worden afgetrokken. Anders zou de hitte van de zon de aantrekkingskracht van de aarde moeten verhogen, wanneer het water, tegengesteld aan de aantrrekkingskracht, verdampt en die damp opstijgt; of de hitte van een gloeiende ijzeren buis waar stoom doorheen gaat zou de chemische aantrekkingskracht van zuurstof en waterstof versterken, terwijl het ze net buiten werking stelt. Of, om hetzelfde duidelijk te maken in een andere vorm: we nemen aan dat de nevelmassa met straal r, dus met volume ⁴/_3𝜋r³, de temperatuur t heeft. Laten we verder aannemen dat een tweede nevelmassa met dezelfde massa de hogere temperatuur T heeft en de grotere straal R en het volume ⁴/_3𝜋R³. Nu is het duidelijk dat in de tweede nevelmassa de aantrekkingskracht, zowel mechanisch als fysisch en chemisch, alleen kan werken met dezelfde kracht als in de eerste, wanneer deze is gekrompen van straal R naar straal r, d.w.z. wanneer deze warmte in de ruimte heeft uitgestraald die overeenkomt met het temperatuurverschil T – t. De warmere nevelmassa zal dus later verdichten dan de koudere en dus is de hitte, als hindernis voor de verdichting, vanuit Helmholtz’ oogpunt geen plus maar een min van de “voorraad kracht”. Helmholtz begaat een ernstige rekenfout door uit te gaan van de mogelijkheid van een hoeveelheid afstotende beweging in de vorm van warmte die wordt toegevoegd aan aantrekkende bewegingsvormen en de som ervan verhoogt.

Laten we nu, aan hetzelfde voorteken [een plus of een min – vertaler], al deze “voorraad krachten” toewijzen – zowel theoretisch mogelijk als experimenteel aantoonbaar – zodat het kan worden opgeteld. Aangezien we de warmte voorlopig niet kunnen omkeren en de afstoting ervan vervangen door de gelijkwaardige aantrekkingskracht, zullen we de verandering van teken voor de beide vormen van aantrekkingskracht moeten doorvoeren. In plaats van de kracht van de universele aantrekkingskracht, in plaats van de kracht van de chemische affiniteit; en in plaats van de warmte, die bovendien misschien al als zodanig bestond in het begin, hoeven we alleen maar de som te maken van de afstotende beweging, of de zgn. energie, die in de nevelmassa bestond op het moment dat deze autonoom werd. En daarmee klopt ook de berekening van Helmholtz, waar hij “de opwarming” wil berekenen,

“welke door de veronderstelde aanvankelijke verdichting van de hemellichamen van ons systeem van vernevelde verspreide materie moest worden gecreëerd” [p. 134].

Door de hele “voorraad kracht” te reduceren tot warmte, afstoting, maakt hij het ook mogelijk om de veronderstelde “voorraad kracht” toe te voegen. Dan geeft de berekening aan dat ⁴⁵³/₄₅₄ van alle energie, d.w.z. afstoting, die oorspronkelijk in de nevelmassa aanwezig was, in de vorm van warmte naar de ruimte wordt gestraald, of, om precies te zijn, dat de som van alle aantrekking in het huidige zonnestelsel de som is van alle afstoting die er nog in aanwezig is : 454 : 1. Maar dan is het direct in tegenspraak met de tekst van de lezing, aangevoerd als bewijs.

Maar als het idee van kracht zelfs voor een natuurkundige als Helmholtz aanleiding geeft tot een dergelijke begripsverwarring, dan is dit het beste bewijs dat het wetenschappelijk onbruikbaar is in alle onderzoekstakken, die verder gaan dan het berekenen van de mechanica. In de mechanica worden de oorzaken van de beweging als gegeven beschouwd en wordt de oorsprong ervan buiten beschouwing gelaten, waarbij alleen de effecten ervan in aanmerking worden genomen. Als een oorzaak van beweging dus een kracht wordt genoemd, is dit geen afbreuk van de mechanica als zodanig; maar het wordt de gewoonte om deze term ook over te brengen naar de fysica, chemie en de biologie, en dan is verwarring onvermijdelijk. We hebben dit al gezien en zullen het nog vaak zien.

In het volgende hoofdstuk, het begrip arbeid.

_______________
[4] In de Pop. Vorles., II, p. 113, lijkt Helmholtz, naast Mayer, Joule en Colding, ook een deel van het wetenschappelijke bewijs voor Descartes’ stelling van de kwantitatieve onveranderlijkheid van de beweging aan zichzelf toe te schrijven. “Ik heb zelf, zonder iets te weten van Mayer en Colding en Joule’s experimenten, dat slechts aan het eind van mijn werk bekend was, dezelfde weg ingeslagen; ik heb me vooral beziggehouden met het zoeken naar alle relaties tussen de verschillende natuurprocessen die uit de gegeven beschouwingen konden worden afgeleid, en ik heb mijn onderzoeken in 1847 gepubliceerd in een klein cahier, getiteld Uber die Erhaltung der Kraft”. – Maar in dit werk is er niets nieuws te vinden voor de positie in 1847 buiten de bovengenoemde, wiskundig zeer waardevolle, ontwikkeling dat “behoud van kracht” en centrale actie van de krachten die actief zijn tussen de verschillende lichamen van een systeem, slechts twee verschillende uitdrukkingen zijn voor hetzelfde, en verder een nauwkeuriger formulering van de wet dat de som van de levende en spankrachten in een gegeven mechanisch systeem constant is. In alle andere opzichten was het al sinds Mayers tweede verhandeling van 1845 achterhaald. Al in 1842 handhaafde Mayer de “onverwoestbaarheid van de kracht”, en vanuit zijn nieuwe standpunt had hij in 1845 meer briljante dingen te zeggen over de “verhoudingen tussen de verschillende natuurprocessen” dan Helmholtz in 1847. [Cursief van Engels]

{1} In de marge, de volgende notitie met potlood: “Kant [zegt], p. 22, dat de 3 ruimtelijke dimensies geconditioneerd zijn door het feit dat deze aantrekking of afstoting plaatsvindt volgens het omgekeerde kwadraat van de afstand.”