Vetenskapen och hypoteserna. Tionde kapitlet

Den modärna fysikens teorier. redigera

De fysikaliska teoriernas betydelse. — Den stora allmänheten förvånas över att finna, huru kortlivade de vetenskapliga teorierna äro. Efter några års blomstring övergivas de så småningom; man ser ruiner hopas på ruiner, och man antager att de i våra dagar på modet varande teorierna i sin tur inom kort skola kullstörtas samt drager den slutsatsen, att allesammans äro fullständigt fåfänga. Detta är, vad som blivit kallat vetenskapens konkurs.

En sådan skeptisism är emellertid alltför ytlig. Man har icke gjort sig reda för de vetenskapliga teoriernas mål eller roll, och härförutan kan man ej förstå, att ruinerna kanske ändock kunna vara nyttiga till någonting.

Ingen teori föreföll väl mera säker än Fresnels, som hänförde ljuset till rörelser i etern. Emellertid giver man nu för tiden Maxwells teori företrädet. Skulle därmed vara sagt, att Fresnels arbete hade varit förgäves? Nej, ty Fresnels mål var ej att få veta, om det verkligen finnes en eter, om denna är bildad av atomer eller ej samt om dessa atomer verkligen röra sig i den eller den riktningen, utan det var att förutse de optiska fenomenen.

Detta tillåter emellertid Fresnels teori ännu i dag lika bra som den gjorde det före Maxwells framträdande. Differentialekvationerna förbliva alltid riktiga; man kan alltid integrera dem genom samma tillvägagångssätt, och resultaten av denna integration bibehålla sitt fulla värde.

Må man icke invända, att vi på detta sätt nedbringa de fysikaliska teorierna till rollen av enkla praktiska metoder. De ifrågavarande ekvationerna uttrycka förhållanden och om ekvationerna förbliva riktiga, så beror detta på, att dessa förhållanden bibehålla sin verklighet. De lära oss hädanefter som hittills, att det existerar ett visst förhållande mellan någonting och någonting annat, endast det att vi förut kallade detta något för rörelse, under det att vi nu benämna det elektrisk ström. Men dessa benämningar voro ingenting annat än bilder, som satts i stället för de verkliga föremål naturen för evigt skall dölja för oss. De sanna förhållandena mellan dessa verkliga föremål äro den enda realitet vi kunna nå fram till, och det enda villkoret är, att samma förhållanden existera mellan dessa föremål, som mellan de bilder vi tvungits att sätta i deras ställe. Äro dessa förhållanden för oss bekanta, så betyder det föga, om vi anse det bekvämare att utbyta en bild emot en annan.

Om en viss periodiskt återkommande företeelse (en elektrisk svängningsrörelse till exempel) verkligen vore att hänföra till vibrationen hos en viss atom, vilken i verkligheten förhåller sig, såsom när en pendel rör sig i den eller den riktningen, är varken säkert eller av något intresse för oss. Men att det mellan denna elektriska svängning, pendelrörelsen, och alla de periodiskt återkommande företeelserna finnes en intim frändskap, som motsvarar en djupgående verklighet, att denna frändskap, denna likhet eller snarare denna parallellism fortsätter ända in i de minsta enskildheter, att den är en följd av allmännare principer, energiprincipen eller principen om den minsta verkan, det kunna vi förfäkta, det är den sanning, som alltid förblir densamma under alla de dräkter vi kunna finna det praktiskt att utstyra den med.

Angående dispersionen hava talrika teorier framkastats. De tidigaste voro ofullkomliga och innehöllo endast en obetydlig del sanning. Slutligen kom Helmholtz med sin teori, som sedermera modifierats på mångahanda sätt, och dess upphovsman har själv framställt den i en ny, på Maxwells principer grundad form. Men egendomligt nog hava all vetenskapsmän efter Helmholtz kommit till samma ekvationer vid utgående från varandra skenbart mycket avlägsna utgångspunkter. Jag vågar påstå, att dessa teorier äro sanna allesammans, icke endast därför att de tillåta oss förutse samma fenomener, utan emedan de tydligt åskådliggöra ett verkligt förhållande, nämligen förhållandet mellan absorptionen och den anormala dispersionen. Vad som är riktigt i denna teoris förutsättningar, är just vad som är gemensamt hos alla författare, det är bekräftelsen på det eller det förhållandet mellan vissa saker, som somliga benämna med ett namn och andra med ett annat.

Den kinetiska gasteorien har givit anledning till mångahanda invändningar, på vilka man svårligen skulle kunna svara, om man gjorde anspråk på att i denna teori se den absoluta sanningen. Men alla dessa invändningar hindra icke, att den har varit nyttig och detta i all synnerhet genom att för oss uppenbara ett verkligt förhållande, som utan denna teori skulle varit oss djupt förborgat, nämligen förhållandet mellan gasernas tryck och det osmotiska trycket. I denna mening kan man sålunda säga, att den är riktig.

När en fysiker konstaterar en motsägelse mellan tvenne teorier, som båda äro honom lika kära, säger han ibland: Det är icke värt att oroa sig häröver, utan det är bättre att hålla fast vid kedjans båda ändar, om också de förmedlande länkarna skulle vara fördolda för oss. Detta om en hårt ansatt teologs bevisningssätt påminnande argument skulle vara löjligt, om man åt de fysikaliska teorierna måste giva samma betydelse som lekmännen tillskriva dem. Vid inträffande motsägelse måste åtminstone en av dem anses såsom falsk. Men förhållandet blir icke detsamma, om man i dem endast söker, vad som bör sökas. Det kan hända, att den ena såväl som den andra uttrycker verkliga förhållanden och att motsägelsen endast ligger uti de bilder vi iklädt verkligheten.

Dem som anse, att vi alltför mycket begränsa det för vetenskapsmannen tillgängliga området, vill jag svara, att "sådana frågor, som vi förbjuda eder att göra och på vilka vi icke svara eder, äro ej endast olösliga, utan de äro illusoriska och berövade all mening."

Vissa filosofer mena, att hela fysiken låter förklara sig genom atomernas ömsesidiga stötar. Om de härmed helt enkelt vilja säga, att mellan de fysiska företeelserna samma förhållanden existera som mellan de ömsesidiga stötarna hos ett stort antal kulor, så är ingenting att anmärka däremot, tvärtom, detta är verifierbart och kan kanske vara riktigt. Men de vilja framhäfva någonting mera än detta, och vi tro oss förstå dem, emedan vi anse oss veta, vad en stöt är i och för sig. Varför? Helt enkelt därför, att vi många gånger hava åsett ett parti biljard. Kunna vi hysa den uppfattningen, att Gud vid betraktandet av sitt verk erfar samma förnimmelser som vi vid åskådandet av ett parti biljard? Om vi icke vilja giva deras påstående denna sällsamma betydelse och vi ej heller vilja åtnöja oss med den inskränkta betydelse jag för en stund sedan förklarade, och vilken är den enda riktiga, så har den ej någon betydelse alls.

Detta slags hypoteser äga sålunda endast en metaforisk betydelse. Vetenskapsmannen kan lika litet avstå ifrån dem, som poeten kan undvara bildlika framställningar, men han bör veta deras rätta värde. De kunna vara nyttiga genom den tillfredsställelse de giva anden, och, förutsatt att de endast äro indifferenta hypoteser, kunna de ej utöva någon skadlig inverkan.

Dessa betraktelser lämna oss förklaring på, varför vissa teorier, dem vi trott övergivna och definitivt utdömda av erfarenheten, plötsligt resa sig ur askan och börja ett nytt liv. Detta kommer sig utav, att de uttrycka verkliga förhållanden och att de ej upphört att göra det, när vi av en eller annan orsak trodde oss böra uttrycka samma förhållanden på ett annat språk. De hava således bevarat ett sorts latent liv.

För knappt femton år sedan betraktade man Coulombs fluider såsom den mest föråldrade och löjligaste barnslighet. Och likväl se vi dem nu åter uppstå under namn av elektroner. I vad skilja sig nu dessa elektriserade molekyler väsentligen från Coulombs elektriska molekyler? Sant är, att elektriciteten i elektronerna uppbäres av materia, ehuru denna är högst obetydlig, de hava med andra ord massa (detta bestrides emellertid nu för tiden från vissa håll). Men Coulomb förnekade ej massan hos sina fluider, eller om han gjorde det, så skedde det motsträvigt. Det vore förmätet att antaga, att tron på elektronerna icke ännu en gång kommer att fördunklas, men därför var det ej mindre egendomligt att bevittna denna oväntade uppståndelse.

Men det mest slående exemplet är Carnots princip. Carnot utgick vid dess fastställande från falska hypoteser. När man kom underfund om, att värmen ej var oförstörbar, men att den kunde omvandlas i arbete, så övergav man helt och hållet hans idéer. Sedan tog Clausius upp dem igen och kom dem till slut att triumfera. Carnots teori uttryckte under sin ursprungliga form vid sidan av verkliga förhållanden även andra, ej exakta sådana, vilka voro spillror av gamla idéer, men närvaron av dessa senare förändrade icke de övrigas verklighet. Clausius har ej gjort något annat än gallrat dem, såsom man hugger bort döda grenar på träden.

Resultatet blev termodynamikens andra grundläggande lag. Förhållandena blevo alltid de samma, ehuru de åtminstone av skenet att döma ej längre ägde rum mellan samma föremål. Detta var tillräckligt, för att principen skulle bibehålla sitt värde. Och Carnots resonemanger hava ej heller de förlorat någonting härpå; de hade tillämpats på en materia, som ditintills uppfattats felaktigt, men deras form (d. v. s. det väsentliga hos dem) förblev riktig.

Vad jag nu sagt, förklarar på samma gång de allmänna principernas roll, såsom principen om den minsta verkan och energiens oförstörbarhet.

Dessa principer besitta ett mycket högt värde, och man fann dem vid forskandet efter, vad som är gemensamt i en mängd fysikaliska lagars uttalanden. De utgöra sålunda liksom kvintessensen av otaliga observationer.

Likväl utgår såsom resultat av själva deras allmänlighet just den konsekvens jag fäst uppmärksamheten vid i åttonde kapitlet, nämligen att de icke kunna verifieras. Eftersom vi ej kunna giva energien en allmän definition, så betecknar principen om energiens oförstörbarhet endast någonting, som förblir konstant. Nå väl, vilka nya begrepp om världen senare erfarenheter än kunna komma att giva oss, kunna vi på förhand vara förvissade om, att det alltid skall finnas någonting, som förblir konstant och som vi kunna kalla energi.

Betyder detta, att principen ej har någon mening och att den upplöser sig i en tavtologi? Ingalunda; det betyder, att de olika saker vi giva namnet energi äro förbundna med varandra genom en verklig frändskap, den angiver ett verkligt förhållande mellan dem. Men om nu denna princip har en betydelse, så kan denna också vara falsk. Man kanske ej har rätt att utdraga dess tillämpningar i oändlighet, och likväl är det på förhand säkert, att den kan verifieras i ordets strängaste bemärkelse. Men huru skola vi då kunna veta, när den uppnått den utsträckning man rättmätligen kan giva den? Jo, helt enkelt när den upphör att vara nyttig, d. v. s. när den ej längre utan att bedraga oss låter oss förutse nya fenomen. I sistnämnda fall kunna vi vara säkra på, att det angivna förhållandet icke längre är verkligt, ty eljes skulle principen hava visat sig fruktbar och utan att direkt motsäga en ytterligare utsträckning av denna princip, skulle experimentet likväl förkasta den.

Fysiken och mekaniken. Flertalet teoretiker har en stark förkärlek för från mekaniken eller dynamiken lånade förklaringar. Somliga skulle känna sig nöjda, om de kunde redogöra för alla företeelser genom rörelserna hos molekylerna, vilka enligt vissa lagar ömsesidigt utöva dragningskraft på varandra. Andra äro mera fordrande, de vilja åsidosätta de på avstånd verkande attraktionskrafterna, och deras molekyler följa rätliniga banor, varifrån de ej kunna avvika, annat än genom stötar. Ännu andra, såsom Hertz, utesluta även krafterna, men förutsätta sina molekyler geometriskt sammanbundna med varandra, t. ex. ungefär som våra kedje- eller ledsystem. De vilja sålunda nedbringa dynamiken till en sorts rörelselära.

Kort sagt, de vilja alla infoga naturen i en viss form, utan vilken deras ande ej skulle känna sig tillfredsställd. Men är naturen tillräckligt böjlig för att tillåta en sådan infogning?

I tolfte kapitlet skola vi undersöka frågan närmare på tal om Maxwells teori. Varje gång energiprincipen och principen om den minsta verkan bliva satisfierade, se vi icke endast att det finnes en möjlig mekanisk förklaring, utan det finnes alltid en oändlighet sådana. Tack vare Königs välbekanta teorem angående ledsystemen, är man i stånd att på otaliga sätt bevisa allting genom sammanbindningar enligt Hertz metod eller också genom centrala krafter. Säkerligen skulle man även lika lätt kunna bevisa, att allting kan förklaras genom enkla stötar.

Härför kan man helt naturligt icke nöja sig med den vanliga materian, den materia våra sinnen förnimma och vars rörelser vi direkt iakttaga. Endera förutsätter man, att denna vanliga materia är bildad av atomer, vars inre rörelser undgå oss, under det att dess lägesförändring ensam förblir åtkomlig för våra sinnen. Eller man föreställer sig någon av dessa utomordentligt fina fluider, vilka under namn av eter eller under någon annan benämning sedan urminnes tider hava spelat en så betydande roll i de fysikaliska teorierna.

Ibland går man ännu längre och betraktar etern såsom den enda ursprungliga materian eller till och med såsom den enda verkliga materian. De mest sansade betrakta den vanliga materian såsom förtätad eter, vilket icke innehåller något stötande, men andra nedbringa ytterligare denna materias betydelse och se i den endast den geometriska orten för eterns egendomligheter. För lord Kelvin t. ex. är det vi kalla materia endast punkternas ort, där etern uppröres genom virvelliknande rörelser; för Riemann var den punkternas ort, varest etern beständigt tillintetgjordes. För nyare forskare, såsom Wiechert och Larmor, är den punkternas ort, där etern undergår en sorts torsion av fullkomligt speciell natur. Om man vill intaga någon av dessa synpunkter, måste jag fråga, med vilken rätt man till etern, under förevändning att den är den riktiga materian, utdrager de mekaniska egenskaperna, som iakttagits hos den vanliga materian, vilken ju endast är falsk materia.

De gamla fluiderna, såsom värme, elektricitet o. s. v. övergåvos, då man kom underfund om, att värmen ej var oförstörbar. Men även andra orsaker förelågo härför. När de materialiserades, betonade man deras individualitet, om jag så får uttrycka mig, och grävde en sorts avgrund emellan dem. Denna avgrund måste sedan fyllas igen, när man fick en livligare känsla för naturens enhet och när man fick upp ögonen för de intima förhållanden, som förena alla hennes delar. Vid sitt mångfaldigande av dessa fluider skapade de forna fysikerna icke endast väsen utan något existensberättigande, utan de avsleto även verkliga band.

Det är ej tillräckligt, att en teori icke påstår några falska förhållanden, den får ej heller undandölja de sanna förhållandena.

Men huru är det med vår eter, existerar den verkligen?

Bekant är, huru vår tro på etern uppstått. Om ljuset från en avlägsen stjärna behöver många år för att nå fram till oss, så har detta ljus under alla dessa år varken befunnit sig på stjärnan och ej heller på jorden, det måste således hava varit någon annanstädes och uppburits så att säga av något materiellt stöd.

Samma tanke kan uttryckas under en abstraktare och mera matematisk form. Vad vi konstatera, det är de genom de materiella molekylerna förorsakade förändringarna, vi se t. ex. att vår fotografiplåt röner följderna av de företeelser, som för många år tillbaka haft en stjärnas hvitglödgade massa till skådeplats. I den vanliga mekaniken beror tillståndet hos det studerade systemet likväl blott på dess tillstånd i ett omedelbart föregående ögonblick, och systemet satisfierar sålunda vissa differentialekvationer. Om vi däremot ej tro på etern, skulle det materiella universums tillstånd icke endast bero på det omedelbart föregående tillståndet, utan på mycket äldre tillstånd och systemet skulle satisfiera ekvationer mellan ändliga differenser. För att undslippa denna inskränkning i mekanikens allmänna lagar hava vi uppfunnit etern.

Detta förpliktigar oss blott att med etern uppfylla de stora tomrummen mellan planeterna, men icke att låta den tränga in i själva de materiella mediernas inre. Fizeaus experiment går ännu längre. Genom interferens av strålar, som haft att genomlöpa i rörelse varande luft eller vatten, förefaller det oss uppvisa tvenne i varandra inträngande olika medier, vilka ändock förändra läge i förhållande till varandra. Man tycker sig beröra etern med sina händer.

Man kunde emellertid tänka sig experimenter, som läte oss komma i ännu närmare beröring med den. Antag, att Newtons princip om verkan och återverkan icke längre vore sann, om man tillämpade den på materian ensamt, samt att man fastställt detta. Den geometriska summan av alla på alla de materiella molekylerna anbringade krafterna skulle då ej längre bliva lika med noll. Om man icke vill omändra hela mekaniken, måste man alltså införa etern, för att den verkan materian synes vara underkastad måtte utjämnas genom materians återverkan på någonting.

Eller ännu bättre, jag förutsätter, att man vet att de elektriska och optiska fenomenen äro påverkade av jordens rörelse. Man föranleddes då att draga den slutsatsen, att dessa företeelser borde för oss uppenbara icke endast de materiella kropparnas relativa rörelser, utan även just vad som tyckes vara deras absoluta rörelser. Etern blir även här oundgänglig, för att de så kallade absoluta rörelserna icke skola bestå uti förändringar till läget i förhållande till en tom rymd, utan uti förändringar till läget i förhållande till någonting konkret.

Skall man någonsin komma därhän? Jag hyser icke någon sådan förhoppning och varför, skall jag genast förklara. Likväl är den ej så fullkomligt absurd, eftersom andra hava kunnat nära den.

Om till exempel Lorenz' teori, som jag mera ingående skall uppehålla mig vid i trettonde kapitlet, vore riktig, så skulle Newtons princip icke kunna tillämpas på materian ensamt och det vore ej långt ifrån, att den därigenom uppkomna skillnaden bleve åtkomlig för experimentet.

Å annat håll hava många undersökningar gjorts angående inflytandet av jordens rörelse, men resultaten hava alltid blivit negativa. Att man företagit dessa experimenter beror därpå, att man ej på förhand var säker om utgången och till och med enligt de härskande teorierna var kompensationen endast tillnärmelsevis, och man borde kunna vänta sig få se noggranna metoder giva positiva resultat.

Jag håller en sådan förhoppning för illusorisk, och det vore icke egendomligare att försöka visa, det en framgång i denna riktning skulle på något sätt öppna en ny värld för oss.

Och här måste jag få göra en avvikelse från ämnet. Jag är egentligen skyldig att förklara, varför jag trots Lorenz icke tror att noggrannare observationer någonsin skola kunna ådagalägga någonting annat än de materiella kropparnas relativa lägesförändringar. Experimenter hava gjorts, vilka hade bort lämna första gradens termer, men resultaten blevo ändock negativa. Kan detta hava berott på en slump? Ingen har velat antaga något sådant. Man har sökt en allmän förklaring, och Lorenz har funnit den. Han visade, att första gradens termer måste förstöras, men att förhållandet ej var detsamma med andra gradens termer. Därpå utförde man noggrannare experimenter och även dessa utföllo negativt, vilket ej heller kunde hänföras till slumpen. En förklaring blev av nöden och man fann den, man finner den alltid, ty på hypoteser blir aldrig någon brist.

Men det stannar ej härvid. Vem känner icke inom sig, att detta vore att tilldela slumpen en alltför stor roll? Då borde man ju ävenledes såsom en slump betrakta det egendomliga sammanträffande som gör, att en viss omständighet inträffar alldeles lagom för att förstöra första gradens termer och att en helt och hållet skiljaktig, men lika lägligt inträffande omständighet åtager sig att förstöra andra gradens termer. Nej, man måste utfinna en lika väl för de förra som för de senare gällande förklaring, och allting pekar emot, att denna förklaring ävenledes skall gälla för termer av högre grad samt att dessa termers ömsesidiga förstörande skall vara strängt och absolut.

Vetenskapens nuvarande ståndpunkt. I fysikens utvecklingshistoria kunna tvenne motsatta böjelser urskiljas. Å ena sidan upptäcker man i varje ögonblick nya föreningslänkar mellan föremål, som förefallit oss dömda att för alltid vara åtskilda. De kringspridda fakta upphöra att vara främmande för varandra, och de synas sträva efter att ordna sig till ett överväldigande helt. Vetenskapen framrycker mot enhetlighet och enkelhet.

Å andra sidan uppenbarar oss observationen dagligen nya fenomen. Dessa måste länge vänta på att få en plats i byggnaden och för att kunna bereda dem utrymme, blir man stundom tvungen att röja undan ett hörn. Till och med i de bekantaste företeelserna, där våra grova sinnen visade oss enhetlighet, upptäcka vi dag för dag allt mera skiljaktiga enskildheter, vad vi trott vara enkelt blir invecklat och vetenskapen tyckes gå emot det sammansatta och invecklade.

Vilken av dessa tvenne motsatta tendenser, som turvis tyckas triumfera, skall slutligen avgå med segern? Om det blir den första, då är vetenskapen möjlig, men intet bevisar detta a priori, och man har anledning frukta, att sedan vi gjort fåfänga försök att mot naturens vilja forma den efter vårt enhetliga ideal, vi bliva översvämmade av den alltfort stigande floden av nya rikedomar samt finna oss till slut tvungna att avstå från att klassificera dem; vi avstå från vårt ideal och nedbringa vetenskapen till ett inregistrerande av otaliga, enskilda fall.

På denna fråga kunna vi ej svara. Allt vad vi kunna göra är att iakttaga våra dagars vetenskap och jämföra den med flydda tiders. Ur en sådan jämförelse skola vi säkerligen erhålla en viss uppmuntran.

För ett halvt århundrade sedan ansåg man sig kunna hysa de största förhoppningar. Upptäckten av energiens oförstörbarhet och dess omvandlingar uppenbarade för oss kraftens enhetlighet. Den visade oss bland annat, att värmeföreteelserna läto sig förklaras genom molekulära rörelser. Vilken dessa rörelsers natur var, visste man ej riktigt, men man tvivlade icke på, att man snart skulle få veta det. Vad ljuset beträffar, syntes försöket hava utfallit fullt tillfredsställande. Inom elektriciteten hade man ej kommit vidare långt. Denna hade med sig nyss införlivat magnetismen, och detta var ett betydande steg emot enhetligheten och därtill ett avgörande sådant. Men huru skulle elektriciteten i sin tur kunna ingå i den allmänna enhetligheten och på vad sätt låter den sig infogas i den universella mekanismen? Därom hade man ej den minsta idé. Möjligheten av en sådan reducering sattes emellertid ej i tvivel av någon; man var stark i tron. Vad slutligen de materiella kropparnas molekulära egenskaper angår, så föreföll reduceringen lättare, men alla enskildheter omslötos såsom av en dimma. Förhoppningarna voro med ett ord sagt vittgående. De voro livliga men obestämda.

Vad se vi i våra dagar?

Att börja med ett första och ett ofantligt framsteg. Förhållandena mellan elektriciteten och ljuset äro numera kända. Ljuset, elektriciteten och magnetismen, vilka förr höllos åtskilda inom var sina olika områden, bilda numera ett helt och denna sammanslagning synes vara definitiv.

Denna erövring har emellertid kostat oss åtskilliga uppoffringar. De optiska fenomenen inordna sig såsom särskilda fall i de elektriska. Så länge de stodo isolerade, var det lätt att förklara dem genom rörelser, dem man trodde sig känna i alla deras enskildheter; det gick av sig självt. Men för att kunna antagas, måste en förklaring numera utan svårighet kunna utsträckas över hela det elektriska området. Detta låter sig emellertid icke göra så alldeles utan besvär.

Vad som allra bäst tillfredsställer oss är Lorenz' teori, vilken, enligt vad vi skola få se i sista kapitlet, förklarar de elektriska strömmarna genom rörelser hos mycket små elektriska partiklar. Denna teori är utan gensägelse den, som tydligast klargör de kända sakförhållandena, den som framställer det största antalet verkliga förhållanden och den som skall efterlämna de flesta spåren i den slutliga konstruktionen. Icke desto mindre är den behäftad med ett allvarligt fel, vilket jag tidigare påpekat, nämligen att att den står i strid med Newtons princip, eller likheten mellan verkan och återverkan, eller snarare, denna princip blir i Lorenz' ögon ej tillämplig på materian ensam. För att den skall vara sann, erfordras att den redogör för de genom etern på materian utövade verkningarna samt materians återverkan på etern. Men ännu så länge är det föga troligt, att sakerna försiggå på detta sätt.

Huru härmed än må förhålla sig, så befinna sig tack vare Lorenz, Fizeaus resultater angående i rörelse varande kroppars optik och lagarna beträffande den normala och anormala dispersionen och absorptionen anknutna till varandra och till eterns övriga egenskaper genom band, som utan tvivel aldrig mera skola komma att slitas. Här se vi med vilken lätthet Zeemans nya fenomen fann sin plats beredd och huru det till och med varit behjälpligt att i systemet inordna Faradays magnetiska rotation, som trotsade Maxwells ansträngningar. Denna lätthet ådagalägger, att Lorenz' teori icke är någon konstgjord sammanfogning, som är dömd att upplösas. Man kan möjligen få anledning att modifiera den, men den kommer aldrig att förstöras.

Men Lorenz hyste ingen annan ärelystnad, än att med sin teori samtidigt kunna omfatta de i rörelse varande kropparnas hela optik och elektro-dynamik, han gjorde icke anspråk på att giva dem en mekanisk förklaring. Larmor går längre. I det han till dess väsentligaste delar bibehåller Lorenz' princip, inympar han så att säga på den Mac-Cullaghs idéer angående riktningen av eterns rörelser. För honom hade eterns hastighet samma riktning och samma storlek som den magnetiska kraften. Denna hastighet är oss alltså bekant, eftersom den magnetiska kraften ligger inom räckvidd för experimentet. Huru sinnrikt detta försök än var, så kvarstår ändock felet i Lorenz' teori, ja, det till och med förvärras. Verkan är ej lika med återverkan. Med Lorenz visste vi icke vilka eterns rörelser voro, och tack vare denna okunnighet kunde vi antaga dem på sådant sätt, att de utjämnade materians rörelser samt därigenom återställde likheten mellan verkan och återverkan. Med Larmor känna vi eterns rörelser och vi kunna konstatera, att något sådant utjämnande icke äger rum.

Om Larmor enligt min uppfattning har misslyckats, bör då detta uppfattas som om en mekanisk förklaring vore omöjlig? Långt därifrån! Jag sade för en stund sedan, att så snart ett fenomen lyder de tvenne principerna angående energien och den minsta verkan, så medgiver den en oändlighet mekaniska förklaringar. Samma förhållande gäller de optiska och de elektriska företeelserna.

Men detta är icke tillräckligt. För att en mekanisk förklaring skall vara god, måste den vara enkel. För att valet skall falla på den bland alla övriga möjliga förklaringar, erfordras att härför föreligger andra skäl än endast nödvändigheten att göra ett val. Gott! men någon teori, som uppfyller detta villkor och följaktligen kan bliva oss till nytta, äga vi ännu icke. Böra vi beklaga oss häröver? Detta vore detsamma som att glömma, vad som är vårt eftersträvade mål, och icke mekanismen, utan enhetligheten är det verkliga och enda målet för vårt arbete.

Vi böra således inskränka vår ärelystnad; vi böra icke söka formulera en mekanisk förklaring, utan nöja oss med att bevisa, att vi alltid kunna finna en sådan, om vi vilja. Häruti hava vi även lyckats, ty energiprincipen har hittills endast vunnit bekräftanden och en annan har nyss förenat sig med den, nämligen principen om den minsta verkan, om man giver den en för fysiken lämplig form. Denna princip har också alltid verifierats, åtminstone vad beträffar de omvändbara företeelserna, vilka sålunda lyda Lagranges ekvationer, det vill säga mekanikens allmänna lagar.

De oomvändbara företeelserna äro mycket motspänstigare, ehuru även dessa börja visa sig någorlunda medgörliga och villiga att infoga sig i enhetligheten. Det ljus, som lyst upp dem för oss, har utgått från Carnot. Termodynamiken inskränkte sig länge till studiet av kropparnas utvidgning och deras tillståndsförändringar. Sedan någon tid tillbaka har den blivit dristigare och betydligt utvidgat sitt område. Sålunda hava vi termodynamiken att tacka för stapelteorien och läran om de termo-elektriska fenomenen. Det finnes inom hela fysiken icke ett hörn, som den ej utforskat och den har till och med vågat sig ända fram till kemien. Samma lagar råda överallt, och Carnots princip återfinnes överallt under de olika företeelsernas mångfald. Överallt finner man även det så ofantligt abstrakta entropibegreppet, vilket är lika allomfattande som energibegreppet och förefaller att liksom detta täcka en verklighet. Den strålande värmen tycktes vilja undandraga sig den Carnotska principen, men man har nyligen fått se den underordna sig dessa samma lagar.

Härigenom hava nya analogier uppenbarats oss, vilka ofta fullföljas ända in i enskildheterna. Det Ohmska motståndet liknar vätskornas seghet; hysteresisen skulle snarare likna de fasta kropparnas gnidning. I alla fall synes gnidningen vara den typ, till vilken de mest skiljaktiga oomvändbara företeelser låta sig hänföras och denna frändskap är verklig och djupgående.

Man har även sökt en i egentlig mening mekanisk förklaring över dessa fenomen, vartill de dock ganska ovilligt vilja låna sig. För att erhålla denna förklaring har den förutsättningen måst göras, att oomvändbarheten endast var skenbar, att de elementära företeelserna äro omvändbara samt lyda dynamikens välbekanta lagar. Men elementen äro utomordentligt talrika och blandas allt mer och mer tillhopa på sådant sätt, att för våra svaga ögon varje olikhet synes sträva emot att utplånas, det vill säga att allting förefaller att gå fram i samma riktning, utan något hopp om ett återvändande. Den skenbara oomvändbarheten skulle sålunda endast vara en verkan av de stora talens lag. Allenast en varelse med oändligt fina sinnen, såsom Maxwells inbillade demon, skulle kunna utreda denna tilltrasslade härva och föra världen tillbaka.

Denna uppfattning, som ansluter sig till den kinetiska gasteorien, har kostat stora ansträngningar och kan på det hela taget betraktas såsom föga befruktande, men den kanske framdeles kan bliva det. Här är icke platsen att undersöka, om den ej förer till motsägelser och om den är i god överensstämmelse med sakernas verkliga natur.

Vi vilja emellertid vända uppmärksamheten mot Gouys originella idéer angående den Brownska rörelsen. Enligt nämnde forskare skulle denna egendomliga rörelse undgått Carnots princip. De partiklar, den sätter i svängning, skulle vara åtskilligt mindre än maskorna i detta så täta nät, de skulle således vara i stånd att upplösa dessa och härigenom komma världen att gå i motsatt riktning. Man skulle kunna tro sig se den Maxwellska demonen i arbete.

Allt som allt tyckas de sedan gammalt kända företeelserna ordna sig bättre och bättre, men de nya företeelserna kräva sin plats och de flesta bland dem, såsom t. ex. Zeemans, funno den genast.

Men härtill komma de katodiska strålarna, X-strålarna, uranium- och radium-strålarna. Här föreligger en hel värld, som ingen förut haft en aning om. Vilka oväntade gäster man får att härbärgera!

Ännu kan ingen förutse den plats de komma att intaga, men jag tror ej att de skola förstöra den allmänna enhetligheten, jag tror snarare, att de skola fullständiga den. Från en sida sett förefalla dessa nya strålningar verkligen stå i samband med luminicensfenomenen, icke endast att de framkalla fluorescens, utan de uppväckas mången gång under samma förhållanden som denna.

De äro ej heller alldeles obefryndade med de orsaker, som komma den elektriska gnistan att springa fram vid det ultra-violetta ljusets inverkan.

Slutligen tror man sig vid alla dessa företeelser i all synnerhet finna verkliga ioner, vilka äro begåvade med en ojämförligt mycket större hastighet än i elektrolyterna.

Allt detta är mycket obestämt, men alltsammans kommer att noggrannare preciseras.

Fosforescensen samt ljusets inverkan på gnistan utgjorde hitintills ganska långt bort liggande och som en följd därav av forskarna ganska förbisedda områden. Nu kan man emellertid hoppas på, att en ny väg skall röjas upp, vilken kommer att underlätta deras förbindelse med den universella vetenskapen.

Icke endast, att vi ständigt upptäcka nya fenomen, utan i dem vi redan tro oss känna uppenbara sig oförutsedda sidor. I den fria etern bibehålla lagarna sin majestätiska enkelhet; men materien i egentlig mening synes allt mer och mer invecklad. Allt vad man påstår om den, blir aldrig annat än tillnärmelsevis riktigt och våra formler fordra varje ögonblick nya tillsatser.

Ramarna befinna sig icke desto mindre obrutna. De förhållanden vi upptäckt mellan föremål, dem vi ansågo enkla, kvarstå fortfarande mellan dessa samma föremål, sedan vi erhållit kännedom om deras invecklade sammansättning, och det är på detta allting hänger. Våra ekvationer bliva visserligen allt mer och mer sammansatta för att närmare kunna ansluta sig till naturens komplicering, men intet har förändrats i de förhållanden, som tillåta oss att avleda dessa ekvationer ur varandra. Dessa ekvationers form har bibehållit sig, med ett ord sagt.

Låtom oss till exempel taga reflexionslagarna i betraktande. Fresnel har uppställt dem i en enkel och förförisk teori, vilken erfarenheten tyckes bekräfta. Sedermera hava noggrannare undersökningar visat, att denna verifikation endast var tillnärmelsevis och dessa undersökningar visade i all synnerhet spår av elliptisk polarisation. Men tack vare det stöd den första approximationen gav, fann man genast orsaken till dessa oregelbundenheter, vilka utgöras av ett vid gränsen förekommande övergångsskikt och Fresnels teori har bibehållit sig till sina väsentligaste delar.

Dock kan man icke avhålla sig ifrån att göra följande reflexion, nämligen att alla dessa förhållanden skulle hava förblivit oupptäckta, om man från början haft någon aning om den invecklade sammansättningen hos de föremål de förena med varandra. Redan för länge sedan sade man som så: om Tycho hade haft tio gånger så exakta instrumenter, skulle det aldrig hava funnits varken någon Kepler, någon Newton eller ens någon astronomi. Det är en olycka för en vetenskap att födas för sent, sedan observationsinstrumenten blivit alltför fullkomnade. Detta är i våra dagar just fallet med den fysikaliska kemien. Dess grundare känna sig besvärade av tredje och fjärde decimalen i sina beräkningar, men lyckligtvis äro de män med stark tro.

Allt i den mån man bättre lär känna materiens egenskaper, ser man det oavbrutna sammanhanget råda. Efter Andrews och van der Waals arbeten har man fått klart för sig sättet för övergången från det flytande till det gasformiga tillståndet samt att denna övergång icke är plötslig. Dessutom förefinnes icke längre någon avgrund mellan det flytande och det fasta tillståndet, och i de på en nyligen hållen kongress framlagda redogörelserna fann man ett arbete över vätskornas fasthet sida vid sida med en avhandling angående de fasta kropparnas flytande.

Genom denna tendens går enkelheten utan tvivel förlorad. En sådan företeelse framställdes förut genom flere räta linjer, men dessa räta linjer måste numera skarvas tillsammans med mer eller mindre komplicerade kurvor. I utbyte häremot vinner enhetligheten betydligt. Dessa skarpt avskilda klasser voro en vila för anden, men de tillfredsställde den icke.

Slutligen hava fysikens metoder inträngt på ett nytt område, nämligen kemiens, och den fysikaliska kemien har fötts. Den är ännu mycket ung, men visar redan att den skall tillåta oss sinsemellan förena sådana fenomen som elektrolysen, osmosen, ionernas rörelser m. m.

Vilka slutsatser kunna vi nu draga av denna hastiga översikt?

Efter allt att döma har man närmat sig enhetligheten. Visserligen har det icke gått så fort som man hoppades för femtio år sedan och man har ej alltid följt den på förhand utstakade vägen, men allt som allt har åtskillig terräng vunnits.