Jft 3 (1285). Warszawa, dnia 20 stycznia 1907 r. Tom XXVI

Jft 3 (1285). W arszawa, dnia 20 stycznia 1907 r. Tom XXVI

T Y G O D N I K P O P U L A R N Y , P O Ś W I Ę C O N Y N AUKOM P R Z Y R O D N I C Z Y M .

PRENUMERATA „W SZECHŚW IATA".

W W a rsz a w ie : ro c z n ie rb, 8, k w a rta ln ie rb . 2.

Z p rzesyłką pocztow ą: ro czn ie rb . 10, półr. rb. 5.

PRENUMEROWAĆ MOŻNA:

W R e d a k c y i W s z e c h ś w ia ta i we w sz y stk ic h , k s ię ­ g a rn ia c h w k ra ju i z a g ra n ic ą . R e d a k to r W s z e c h ś w ia ta p rz y jm u je ze sp ra w a m i re d a k c y jn e m i co d zien n ie od g o d z i­

n y 6 do 8 w ieczorem w lo k a lu re d a k c y i.

A d r e s R e d a k c y i : M A R S Z A Ł K O W S K A N r . 118. T e l e f o n u 8 3 1 4 ,

P. DUHEMA:

„ T E O R Y A F IZ Y C Z N A ,

J E J P R Z E D M IO T I S T R U K T U R A ” *).

Kiedy sprow adzim y chaos zjawisk świa­

ta zewnętrznego do porządku, harmonii, jedności, do k tó ry c h t a k nieprzezwycię- żenie dąży nasz ' umysł, wówczas dozna­

jemy szczególnego rodzaju zadowolenia, wzruszenia. M istyczn y Pytag o rejczyk , w y k ry w s z y „kosm os” świata, słyszał m u ­ zykę sfer niebieskich. Dziś mniej je s te ś ­ my skłonni do m isty cy z m u i uniesień.

Zdawałoby się, że pod naporem k r y ty ­ cyzmu wiedza straciła znaczną część sw e­

go uroku. A je d n a k i w naszych cza­

sach ludzie wrażliwi' estetycznie znajdują w niej niemało rozkoszy. T a k Ruskin, .jeden z ty ch , co najgłębiej może odczu­

wali piękno we wszystkich jeg o przeja­

wach, niety lk o z lubością spogląda na piękny k ryształ, ja k o na cud n y w y tw ó r natury, olśniewający grą barw i blasków, zadziwiający harm on ią swych kształtów,

') P. Duhem: „ L a th e o r ie p h y s iq u e , sou o b jet et sa s tr u e h e r e “ P a r y ż , 1906. »V w y d a n iu „Riblio- th eąu e de p h ilo so p h ie e x p e r im e n ta le “

lecz znajduje też zadowolenie w nauce o kryształach, która pow staw anie t y c h form ujmuje w prawa. Nie wszyscy tę e ste ty cz n ą stronę jed nako odczuwają;

rzecz się ta k ma, j a k z odczuwaniem piękna dzieł sztuki. J a k i ta m po trz e b n y jest zresztą i pewien stopień ku ltury du­

chowej. Je d n ak , k to m a umysł w rażliw ­ szy, nie pozostanie całkiem obojętny na ścisłe, jednolite ujęcie rzeczywistości w lormę m ate m a ty cz n ą . Dlatego też k a ż ­ dy p raw ie przyrodnik na zawsze zach o­

wuje miłe wspomnienie o ow ym w y k ła ­ dzie fizyki z pierwszego roku studyów uniwersyteckich, k tó ry mu daje p rze d ­ smak teo retycznego tra k to w a n ia tej g a ­ łęzi wiedzy. Jeżeli później, poświęciwszy się specyalnie jakiejś gałęzi badań, od­

czuje potrzebę pogłębienia sw y c h w iado­

mości ogólnych o przyrodzie, to z p e ­ wnością przedewszystkiem zwróci się do książek o fizyce tra k tu ją c y c h . Lecz tu spotka go po największej części zawód niemiły. Albowiem przystępu bronią n ie ­ zrozumiałe dla n ieprzygotow anego i p rze­

rażające go znaki analizy m a t e m a t y c z ­

nej. Nie każdem u danem je s t przełam ać

tę trudność; ale ten, którego odstraszą te

literki łacińskie i greckie, te wysm ukłe

znaki całek z w y k ły c h i wielokrotnych,

u WSZECHŚWIAT

te gotyki w ektorów , tem chętniej zwróci się do książek tr a k t u ją c y c h o zasadni­

czych zagadnieniach n a u k fizyczno-mate- m aty c z n y e h . Będzie więc prób ow ał g ru n ­ towniej poznać m echanikę, czytając roz­

głośną książkę Macha, lub też —■ badać c h a ra k te r h y p o tez zasadniczych wraz z Poincaróm . L^cz i tu zawiedzie się srodze. Nic to nie znaczy, że w książ­

k a c h tych niem a zgoła albo j e s t niewiele ty lko sym bolów m a te m a ty c z n y c h . Cały bieg rozum owania m a c h a ra k te r czysto m ate m a ty c z n y , w y m a g a u m y słu w m a t e ­ m a ty c e wyszkolonego; nie u ż y w a jac s y m ­ bolów, P o in c a re posługuje się np. poję­

ciami m a te m a ty c z n e m i i śmiało można powiedzieć, że dla niew tajem n iczo n eg o m ogą być zrozum iałe poszczególne u s tę ­ py, nigdy zaś całość rozdziału lub książ­

ki. Dzieło Duhem a, k tó re g o t y t u ł w y p i­

sałem w nagłów ku niniejszego artykułu, stanow i pod ty m względem szczęśliwy w yjątek . Nie znać tu w cale um ysłu p r z y ­ zw yczajonego do pew n y c h sposobów m y ­ ślenia, m a te m a ty k i niem a ani n a l e k a r ­ stwo; a jed nak k sią ż k a p o ru sz a w spo­

sób bardzo głęboki najważniejsze za g ad ­ nienie wiedzy fizycznej. P e w n o , że c z y ­ te ln ik lepiej z n a u k ą ob ez n an y dozna tu te g o rodzaju wzruszeń um ysłow ych, k t ó ­ rych profan nie odczuje woale; pewno, że ten, czyje wiadomości z o p ty k i nie wyszły jeszcze poza wiek XVII, nie zro­

zum ie n a le ż y c ie n ie k tó r y c h rozdziałów książki, ale całość, j a k o ta k a , z pewnoś­

cią dlań s tra c o n a nie będzie. N a tem polega oryginalność, niezw ykłość owej książki. 1 nie tylko n a tem. J e s t to je d n o z t y c h rzadkich dzieł, k tó re się c z y ta z ciek aw ością wciąż w zrastającą, przeb ieg ając n iektóre rozdziały jednym tchem , a b y później znów do n ich pow ró­

cić. Bije z tej książki czar myśli i j ę ­ zyka, tej p ro zy francuskiej lekkiej, jas­

nej i ścisłej, iskrzącej się często dowci­

p e m lub g rą słów. Jeżeli dodam y do t e ­ go, że po w s ta ła ona po dw udziestu la­

t a c h płodnej pracy naukow ej autora, po ty lu ż la ta c h ciągłych w y s .łk ó w u m y sło ­ w y c h , to zgodzić się w y p a d n ie , że w arto z nią się zapoznać.

W streszczeniu pierwszej części książki

Duhem a, które podaję, nie starałem się bynajmniej o oryginalność; przeciwnie,—

chodziło mi o to, ażeby choć w n ieznacz­

nym stopniu oddać zalety oryginału fran­

cuskiego; to też używ ałem zwrotów po- I dobnych, a miejsca najważniejsze tłu m a ­

czyłem dosłownie. W szystkie myśli niżej w ypow iedziane są oczywiście własnością D uhem a.

S um ienny e ksperym entator, zanim u ż y ­ j e jakiegoś przyrządu, przedew szystkiein zastanowi się nad tem, w jakim celu przyrząd te n został zbudowany; później rozbierze go na części, każdą obejrzy i zbada dokładnie, pozna ty c h części sto­

sunek, a dopiero zbrojny w t a k ą g r u n to ­ wną znajomość narzędzia przy stą p i do p o ­ miarów. Mając na celu rozważanie te- i oryi fizycznej, postąpim y w ten sam spo- I sób: przedew szystkiein zastanowimy się nad tem , co m a być je j celem, później zaś,— z ja k ic h części się składa i jaki j e s t j ich mechanizm. Stąd n a tu ra ln y podział

j

książki.

Dwa są poglądy na zadanie teoryi fi-

j

zycznej. P o d łu g je d n y c h ona pow inna I nam tłum aczyć cało kształt praw dośw iad­

czalnych; inni myśliciele powiadają, że celem teoryi fizycznej jest zreasum ow a­

nie i logiczne uklasyfikow anie praw, d a ­ nych przez doświadczenie, — nie m ające j e d n a k pretensyi do ty c h praw tłu m ac z e ­ nia. R ozp atrzm y kolejno te d w a p o g lą ­ dy. Z astanó w m y się przedew szystkiein nad tera, co znaczy w y tłum aczyć. W y ­ tłum aczyć, explicare,—j e s t to pod pozo­

rami w rażeń z m ysłow ych znaleźć p raw ­ dziwą rzeczywistość, k tó rą nam te p o z o ­ ry osłaniają. Weźmy, naprzykład, zjawi­

ska a kustyczne. Z n a m y dźwięki strun w ich nieskończonej rozmaitości. U m y sł nasz stw arza tak ie pojęcia, j a k natężenie dźwięku, jeg o wysokość, oktaw a, akord, odcień. P r a w a doświadczalne akustyki d a ją stosunki stałe zachodzące m iędzy

| tem i pojęciami. L ecz te pojęcia oder­

wane dają nam je d y n ie poznać dźwięk

takim , jak im on j e s t w stosunku do nas,

jak im się on objaw ia w o trz y m y w a n y c h

przez nas wrażeniach. Teorya a k u s ty k i

objaśni nas, czem j e s t dźwięk w rzeczy-

M " 3 WSZECHŚWIAT 35

wistości, w sto sunk u do ciał dźwięczą­

cych. W skaże n a m ona, że tara, gdzie odbieramy wrażenie dźwiękowe, w rz e ­

c z y w i s to ś c r m a m y do czynienia z ruchem peryodycznym, bardzo nieznacznym, lecz nader szybkim. A zatem, teo ry a dźwię­

ku j e s t jeg o w ytłum aczeniem . T łum a­

czenie to p osiada wysoki stopień pewno­

ści: ruchy, które ono przypisuje zjawis­

kom, m ożem y w wielu p rzypadkach uczy­

nić widocznemi, dać je w yczuć palcom naszym. Lecz te o r y a fizyczna nader rzadko osiąga te n stopień doskonałości.

Zwróćmy się np. do optyki. Analiza w ra ­ żeń w zrokowych prowadzi nas do w y ­ tworzenia pojęć tak ich , j a k barw a p rosta lub złożona, n atężenie światła i t. d.

P raw a doświadczalne znów nam dają p o ­ znać związki między wielkościami temi zachodzące, a teo ry a tłu m aczy zjawiska drganiami cząstek eteru. Lecz ani eteru samego, ani też je g o ruchu nikt nie był w stanie okazać naocznie. T u więc, za­

miast tłum aczenia pew nego, m am y tłu ­ maczenie h y p o tety c zn e .

Jeżeli weźm iem y za postulat, że t e o iy a fizyczna ma na m tłu m ac z y ć zjawiska, to musimy się n asam p rzód zgodzić na dwa założenia: popierwsze,— że poza zjaw iska­

mi k ry je się rzeczywistość od nich od­

mienna, podrugiti,—że możemy odpowie­

dzieć na to, j a k a j e s t prawdziwa natu ra owej rzeczywistości. O czywistem j e s t

jednak, że zagadn ien ia te w ych o dzą poza szranki m eto dy ek sperym en taln ej, że kwe- stye te w kra c za ją w dziedzinę m eta fiz y ­ ki. A zatem, jeżeli przedm iotem teoryj fizycznych m a być tłum aczenie zjawisk, to muszą b y ć one. podporządkow ane m e ­ tafizyce.

Twierdzenia będące podstaw ą n a u k czysto m a te m a ty c z n y c h są, po najw ięk­

szej części, tego rodzaju, że są one p rz y ­ jęte za zgodą powszechną. W związku ze ścisłością j ę z y k a i dowodzeń prowadzi to do tego, że po p e w n y m p r ze c ią g u cza­

su, znikają tu różnice poglądów; poprzez wieki idzie c iągły rozwój wiedzy, a no- We zdobycze p rzyłączan e są do dawnych, bierna żadnego myśliciela, k tó ry b y w swej gałęzi wiedzyr nie p ra g n ą ł również tak ie ­ go ciągłego i pokojowego postępu, jak i

jest właściwy naukom m ate m a ty c z n y m . Jeżeli wolno prag nąć tego wszędzie, to szczególnie upraw nionem to będzie w fi­

zyce teoretycznej, k tó ra ze w szy stk ich um iejętności ludzkich najbardziej się zbli­

ża do geometryi i algebry.

Z drugiej stronyr niepodobna się nie zgodzić i na to, że jeżeli przebiegniemy myślą w szystkie dziedziny działalności duchowej człowieka, to z pewnością w ża­

dnej z nich system aty należące do dwu różnych szkół, bądź współczesnych, bądź czasem przedzielonych, nie są bardziej ze sobą niezgodne, niż właśnie—w m etafi­

zyce. A więc, rzecz prosta, że poddawać fizykę teo re ty c z n ą pod opiekę m e ta fiz y ­ ki, nie znaczy to żadną m iarą zapew niać jej dobrodziejstwa zgody powszechnej.

Z apytajm y, naprzykład, na czem poleg a przyciąganie k a w a łk a żelaza przez m a ­ gnes. P e r y p a te ty k powie za A ry stotele­

sem, że wszelkie ciało m ate ry a lne składa się z dwu części: niezmiennej substancyi i zmiennej formy. Dzięki pierwszej po­

zostaje ono zawsze sobą, przez zmiany drugiej zdolne je s t przybierać k sz ta łty różne, przechodzić ze s tanu stałego w cie­

kły, oziębiać się i ogrzewać. W pobliżu m agnesu ulega zmianie form a żelaza w te n sposób, że pow stają dw a rodzaje biegunów, m ających własność oddziały­

w ania n a się. T a zmiana formy je s t za­

tem źródłem ruchu. T a k a je s t rzeczyw i­

stość, k tó ra dla filozofa-perypatetyka k r y ­ je się pod tein zjawiskiem. T a k ą teo ry ę

rozwinął był właśnie w swej podziwu godnej filozofii m agnetycznej je z u ita Mi­

kołaj Cabeo (1629). Je że li p e r y p a t e t y k zadowoli się tego rodzaju wyjaśnieniem , to za to wierny uczeń N ew to na żadną m iarą go nie przyjmie. P o d łu g Bosko- wicza powiedzenie, że form a żelaza u le­

ga zmianie nic nie tłumaczy; mówić t a k — je s t to u k ry w a ć swoję nieświadomość po­

zorami słów te m dźwięczniejszych, im bardziej są pozbawione treści. Nie,— cia­

ła nie składają się z substancyi i formy!

Są one złożone z ogromnej ilości punk-

| tów m atery alnych, które się 'n a w z a je m przyciągają i odpychają; niektórę z po­

m iędzy ty ch p unktów m ate ry a ln y ch nie

1 ulegają prawu ciążenia powszechnego,—

36 WSZECHŚWIAT

są to właśnie składniki fluidów n iew aż­

kich. Zjawiska m ag netyczn e m ają więc za podłoże fluidy m ag n e ty cz n e —północny i p o ł u d n i o w y . K a ż d a cząstka żelaza za­

opa trz on a j e s t w równej ilości w obadw a te fluidy. Rozmieszczeniem o statnich rządzą prawie m echaniki, a ich o d działy­

wanie n a się j e s t wprost proporcyonalne do iloczynu z m as i o dw rotnie— do k w a ­ drató w z odległości. Wiadomo, ja k t e ­ o ry a t a otrzym ała najdoskonalszą swą formę w klasycznych rozprawach Poisso- na, poprzedzonego na te m polu przez F r a n k li na, Oepinusa, T ob ia sz a M eyera i Coulomba. Czy te o r y a ta k a zadowoli atomistę? Bynajmniej. Przypuszcza ona działanie na odległość, gdy on pragnie wszystko sprowadzić do ruchu i uderzeń atomów. On powie, że ruch żelaza ku m agnesowi stąd powstaje, że w ty m lub owym kierunku w y rzucan e z o stają p o t o ­ ki ciałek m ag n e ty c z n y c h . T e ciałka, u derzając o cząstki żelaza, dają p o c z ąte k przyciąganiu. L ecz oto nadchodzi filo­

zof' ze szkoły k a rte zy a ń sk iej. Dla niego a to m y niepodzielne, tw a rd e i próżnia, k t ó ­ ra je m a oddzielać, nie istnieją wcale.

Wszystko jest rozciągłością i ruchem . M a te ry a rysuje się w jego wyobraźni, j a ­ ko fluid wszechświatowy7 bez po cz ątk u i końca, nieściśliwy i bezwzględnie j e d n o ­ rodny. P e w n e części tego fluidu są oży­

w ione ru chem wirowym . Od je d n e g o wi­

ru do drugiego poprzez fluid te n rozcho­

dzi się ciśnienie. N iebaczny ato m ista bie­

rze te w iry za a tom y niepodzielne, a u- czeń N ew tona, nie zgłębiając rzeczy n a ­ leżycie, prawi o działaniu na odległość.

T ak ie są zasady fizyki, dane przez Kar- tezyusza, pogłębiane przez M alebranchea, k tó ry m to zasadom W. Thom son, opie­

rają c się na badaniach h y d ro d y n a m ic z ­ n y c h Cauchyego i Helmholtza, dał roz­

ległość i ścisłość właściwe teo ry o m m a­

t e m a ty c z n y m współczesnym. T a te o r y a k a rte z y a ń s k a nie pominie też zjawisk m agnety zm u. Rzeczywiście, już K arte- zyusz w yobrażał sobie g rajc ark i z m a ­ tery i subtelnej, zapom ocą których, nie bez pewnej naiwności, starał się zastąpić ciałka m a g n e ty cz n e Gassendego. T e g ra j­

carki ustąpiły miejsca w X I X stuleciu

bardziej misternie pom yślanym wirom Maxwella. W idzim y więc, jak każda ze szkół stara się sprowadzić do sw ych z a ­ sad teoryę m agnetyzm u, lecz w teo ry a c h przeciwników żadna nie znajduje w y tłu ­ m aczenia dostatecznego. W s zy stk ie te szkoły za w y ją tk ie m p e ryp a tety kó w , zgo­

dne są n a jed n y m punkcie: potępiają t.

zw. przyczyny i własności u tajone (causae occuitae) filozofii scholastycznej. Ta, ile­

kroć szło o wytłumaczenie nowego zja­

wiska, n a daw ała formie substancyonalnej jeszcze je d n ę własność u k ry tą , i to było niezaw odnym sposobem rozstrzygnięcia kwTestyi. Lecz,— czy powyżej wymienio­

ne szkoły same są całkiem wolne od t a ­ kiego zarzutu wprowadzania własności utajonych? Wszak i każda z nich n a d a ­ je m ate ry i szereg własności zasadniczych, do w y tłu m a c ze n ia zjawisk służących, a co je d n y c h zadaw ala, nie je s t tak ie m dla in­

nych. „Co do przyczyny odpływów, k t ó ­ rą podaje p. N e w to n ”, pisał H uy gens do L eibnitza „to nie zad aw ala mnie ona wcale, jak o t e ż — wszystkie inne jego te- orye, co zbudował na swej zasadzie przyr- ciągania, k tó ra w yd aje mi się n iedorze­

cznością.” T e n sam atomista H uyg ens t a k się zwrraca do Dyonizego Papina:

„Stanowi też szkopuł dla Pana, że j a przypuszczam , iż twardość j e s t istotną własnością ciał, podówczas gdy P a n wraz z p. des Cartes zakładacie jeno ich roz­

ciągłość. W idzę stąd, żeś się P a n nie w yzbył jeszcze tego poglądu, k tó ry j a oddaw na uw ażam za a b su rd ”. O statecz­

nie, zawsze je d n a szkoła będzie w y m a ­ wiać drugiej wprowadzanie przyczyn u t a ­ jo n y c h . J e s t więc zupełnie oczywistem, że poddając fizykę te o r e ty c z n ą opiece metafizyki, żadną miarą nie zapew nim y jej dobrodziejstwa zgody powszechnej.

Co więcej, żaden z ty c h system atów m etafizycznych nie je s t dostatecznym do zbudowania teoryi fizycznej. W eźm y np.

Kartezyusza: twierdzi on, że wszystko w święcie m ate ry a ln y m sprowadza się do rozciągłości i ruchu, lecz zapomocą ty ch dwu p ierw ia stk ó w nie j e s t w stanie n a ­ w e t naszkicować próby w ytłum aczenia jakiegoś praw a fizycznego. Zanim zbudo­

w ał teoryę, należałoby mu więc poznać

.Ne 3 WSZECHŚWIAT 37

przynajmniej ogólne prawa ruchu. Rzeczy- j wiście, spróbuje on, w ychodząc ze swych j założeń m etafizycznych, stw orzy ć dyna­

mikę. Doskonałość Boga wymaga, aby był niezmiennym w swych zamiarach;

z tej niezmienności w ypływ a konsekwen- cya: Bóg zachowuje niezm ienną ilość ruchu, ja k ą nadał w szechśw iatow i na po ­ czątku. Lecz ta stałość ilości ruchu nie je s t jeszcze twierdzeniem dość określo- nem, a b y można było napisać na jej pod­

stawie choć jed no równanie dynamiki;

trzeba te m u jeszcze nadać formę alge­

braiczną. Descartes czyni to, nazywając ilością ruchu iloczyn z masy przez szyb­

kość. Ale czy nie m ożnaby również do­

brze pomnożyć m asy przez kwadrat szyb­

kości? O trzym alibyśm y w ten sposób Leibnitzowską siłę żywą, i zasada nie­

zmienności wyroków Boskich w skutek t e ­ go bynajm niej nie byłab y pogwałcona.

To, cośmy powiedzieli o system acie Kar- tezyusza, dałoby się powiedzieć i o k aż­

dym innym. Zawsze n a dnie tłum aczenia leży rzecz niewyjaśniona.

St. Landa u.

(D alszy ciąg nastąpi).

IRENEUSZ j; LńYY.

P O W I E T R Z E C IE K Ł E I T L E N 1).

P ro d u k c y a tlenu w ilościach nieograni­

czonych i po cenie niskiej stanowi zada­

nie, które od początku ostatniego stulecia zajmuje inżynierów, fizyków i chemików.

Ci ostatni poszukiwali z zapałem roz­

wiązania tego zagadnienia i używ ali w ty m celu najrozm aitszych metod, posługując się kolejno to dyalizą powietrza przez b ło ­ nę porowatą, to pochłanianiem przez cie­

cze, w który ch tlen i azot rozpuszczają się w ilościach rozm aitych i t. d . ..

Dwa tylko sposoby weszły dotychczas do dziedziny przemysłu: elektroliza wody

sposób Brina, który, jak wiadomo, pole-

') K evue S eientificjłie 10 listop. 1906 r.

ga na tem, że tlen pow ietrza w pewnej tem peraturze łączy się z tlenkiem baru, zaś otrzym any nadtlenek, ogrzany mocniej i poddany zmniejszonemu ciśnieniu, wydzie­

la tlen, dając napowrót tlenek baru.

Cena tlenu, w ten sposób o trzym yw a­

nego, j e s t stosunkowo dość wysoka; po­

dobnież p rodukcya tlenu zapomocą ele­

ktrolizy w y m aga zużycia znacznej ilości energii.

To też w porę zjawił się sposób inny, nowszy od powyżej wspomnianych, a po­

legający na oddzieleniu tlenu od azotu za­

pomocą skraplania powietrza. W porę, bo chociaż tania produkcya tlenu b y ła zawsze rzeczą wielkiej wagi, jedn akże obecny rozwój nauki, mający ta k ważne i ta k bezpośiednie odbicie w przem yśle, u k a ­ zuje z dniem każdym nowe zagadnienia, dla któ ry c h rozwiązania tlen je s t nietylko potężnym sprzymierzeńcem, ale nieraz warunkiem niezbędnym.

Tak np. metalurgowie, doprowadziwszy do najwyższej doskonałości sposojjy po­

stępowania, oświadczają, że m ożnaby u c z y ­ nić wielki krok naprzód, g d y b y można

j

było posługiwać się do dm uchania gazem silniej utleniającym niż powietrze; wyso-

| kie tem peratu ry, jak ie otrzy m yw an ob y w

| takim razie, doprowadziłyby do wyników

J

niezmiernej wagi.

W oświetleniu gazowem, zastępując p o ­ wietrze używane dotychczas dla o trz y m a ­ nia żarzenia w gazie, powietrzem przetle- nionem, lub naw et samym tlenem, m ożna­

by otrzym ać takie natężenia światła, w o ­ bec których światło palnika A u e ra w y d a ­ łoby się bladem.

W obrabianiu metali i w kotlarstwie spajanie, uskuteczniane zapomocą dmu­

chawek, zasilanych gazem oświetlającym i tlenem, pozwala już teraz wykonywać roboty najrozmaitsze: wyrób rur, kotłówr, odbieralników bez nitowania, napraw y przedmiotów z surowca lub stali zlewnej, m ających wydęcia, fabrykacyę z blachy żelaznej przedmiotów, otrzymywanych-do- l tychczas tylko przez odlewanie i J . d . . . .

■ Łatw ość otrzym yw ania tlenu pozwoli te ­ mu już tak ważnemu zastosowaniu wzro­

snąć i rozpowszechnić się jeszcze więcej.

W przemyśle chemicznym podobnież

3 8 WSZECHŚWIAT

św ietne widoki: W rzeczy samej, m etody syn tezy uległy od lat kilku głębokiej p r z e ­ mianie; sposoby zawiłe ustąpiły miejsca najprostszym ; zamiast d a w n y c h reakcyj złożonych, t r u d n y c h i d o k o n y w a n y c h z wielkim n a k ła d e m ciepła, w p row ad zo n e zostały sposoby, dające bezpośrednio po ­ łączenia pierw iastków ciał poszukiwanych.

S y n te z y chemiczne u s k u te c z n ia ją się obec­

nie zarówno drogą k a ta lity c z n ą , ja k ele­

ktryczną.

Tlen znajdzie w tej obszernej dziedzi­

nie niezmiernie liczne i w ażne zastoso w ania. T ak np., w syn te z ie k w a s u azoto­

wego, do konyw anej przez bezpośrednie połączenie tlenu z az o te m zapom ocą e le ­ ktryczności, w ystarczy rozw ażyć prawo mas, aby przewidzieć zwiększenie w y d a j­

ności reakcyi, jeżeli, zam iast powietrza, p oddam y działaniu płom ienia e le k try c z n e ­ go mieszaninę rów nych ilości tlenu i azotu.

P rz y jrz y jm y się teraz rozm aitym e ta ­ pom, ja k ie doprowadziły stopniowo do u- rzeczywistnienia tego dzieła: Możliwość skroplenia powietrza została dowiedziona w r. 1877 przez C ailleteta i P ic te ta , ale powietrze ciekłe w postaci trw ałej o tr z y ­ m ane zostało dopiero w r. 1886; w te d y ju ż m ożna było zdać sobie spraw ę z tego, że tlen i azot m ają p u n k t w rzenia nieje­

dnakowy i że azot jest lotniejszy od tlenu.

J e d n a k ż e sześć lat upły nęło od tego cza­

su, zanim w pa dn ię to n a myśl z u ży tko w a­

nia tej ciekawej własności dla oddzielenia tle n u od azotu z pow ietrza: w rzeczy sa- i mej dopiero w r. 1892 P a rk in s o n wyjednał sobie p a te n t na w yrabianie tlenu i azotu przez destylow anie pow ietrza ciekłego.

J u ż w tym pierwszym sposobie odn ajdu ­ j e m y warunki niezbędne dla dokonania w drodze p raktycznej i racyonalnej rozłącze­

n ia z p ow ietrza ciekłego jego części skła­

dowych; rzeczywiście, P a rk in so n odzysku­

j e zimno, z a w a rte w ciekłem pow ietrzu, oziębiając powietrze, m a ją c e służyć do rozdzielenia, z apo m o cą zim nego tle n u i azotu, p o c h o d z ąc y c h z rozdzielenia; nie dość n a tem , dla skroplenia te g o powie­

t r z a Park in son umieszcza je, ściśnięte zlek- ka^ w n aczyniach w ciekłem powietrzu.

D roga została otw arta: rzucili się na n ią tłum nie uczeni i inżynierowie, i za-

I częły się rozwijać sposoby Lindego, Hamp- sona, Mixa, T hru p pa, P i c te ta i innych.

Koło roku 1900 do zagadnienia p r z y ­ stępuje z kolei Je rz y Claude i zajmuje się przedewszystkiein fabrykacyą ciekłego powietrza.

Należy przedewszystkiein przypomnieć, że dla każdego gazu istnieje tem p e ra tu ra i k ryty czn a, to jest tem p e ra tu ra , powyżej l której dany gaz nie może b y ć skroplony.

| Dla powietrza te m p e ra tu ra ta je s t nie­

zmiernie nizka, a mianowicie — 140°; ten fak t w yjaśnia nam, dlaczego nie m ożna było tak długo skroplić powietrza. W s k u ­ t e k tej okoliczności, w sposobach skrapla­

n ia powietrza, w któ rych zużytkowuje się zimno, w ytw orzone przez rozprężanie się gazu ściśniętego, rozprężanie to powinno o d b y w a ć się w tem peraturze końcowej niższej od— 140°; to też, ab y doprowadzić do skroplenia, trzeba zuży tko w ać zimno p owietrza rozprężonego dla oziębienia p o ­ w ietrza, wchodzącego do przyrządu, a m a ­ ją c e g o się rozprężać.

Sposoby Lindego, H am psona i inny ch od­

powiadały, oczywiście, te m u warunkowi nie­

zbędnem u, ale stopień oziębienia, osiągnięty przez ty c h w ynalazców przez zastosowanie rozprężenia b e z p ra c y zewnętrznej, był nie­

w ystarczający; to też dla otrzy m ania po­

trzebnego spadku tem p e ra tu ry , musieli

| oni w ytw orzyć bardzo silne rozprężenie gazu, a następnie musieli poddać gaz znacz- 1 nem u ciśnieniu (ukoło 200 atmosfer), aby

go skroplić.

Niedogodność tę starał się usunąć J.

Claude, uskuteczniając rozprężenie w mo- , torze, w y k o n y w a ją c y m pracę zewnętrzną.

1 W takim razie, w sk u te k w ytw arzan ia pra- 1 cy, zachodzi pochłanianie ciepła, a stąd

j obniżenie tem peratury; w ydajność ozię-

| biająca rozprężającego się gazu zwiększa

| się zatem w w-ysukim stopniu. D o św iad ­ czenie potwierdziło w zupełności te prze-

! widywania: w rzeczy samej w p rzy rzą­

dach C laud ea w ysta rc z y poddać gaz ci śnieniu 20 do 40 atmosfer, zamiast 200, j a k w p rzypadk u poprzednim.

J u ż od r. 1857 Siemens usiłował, lecz bezskutecznie, urzeczyw istnić w m otorze

| ten rodzaj rozprężenia gazu; w r. .1885 I Solvay przystąpił do tegoż zadania, ale,

Nfc 3

V, 3 WSZECHŚWIAT 39 po wielu bezowocnych próbach, porzucił

je w roku 1895, oznajmiwszy Akademii Nauk, że najniższa tem peratura, j a k ą u d a ­ ło mu się otrzym ać, była — 95°; nakoniec w r. 1896 profesor L inde oświadcza, że ten rodzaj rozprężenia nie może być za­

stosowany dla te m p e ra tu r bardzo niskich.

T a k więc Claude rozpoczął swe b a ­ dania pod mało zachęcaj ącem i wróżbami.

Przedew szystkiem, trzeba było rozstrzy­

gnąć k w esty ę sm arowania m aszyny. Osią­

gnięto to przez zostosowanie eterów n a ­ ftowych bardzo lekkich; te, które zosta­

ły użyte, nie zam arzają jeszcze w te m p e ­ raturze — 195°; w tem p e ra tu rz e zwykłej nie posiadają one zupełnie własności sma­

rów, ale z obniżeniem tem p e ra tu ry p ły n ­ ność ich zmniejsza się i uzyskują tę cieka­

wą własność, że s ta ją się doskonałymi smarami. U zyskaw szy ten pierwszy punkt, należało zdobyć możność przebycia całe­

go okresu od po cz ątk u do chwili, w k tó ­ rej, skutkiem w y tw arzan ia się pow ietrza ciekłego zapanowuje stan trw ały; etap ten został p rz e b y ty w sposób oryginalny przez dostosow ywanie smarowania do tem ­ peratur osiąganych kolejno. T a k ż e i m a ­ szyna rozprężająca b y ła przedmiotem troskliw ych studyów ; nakoniec, po d ł u ­ gich próbach i w ielokro tn y ch zmianach maszyna została' doprow adzona do tego, że działała równie łatwo, j a k zw y k ła m a ­ szyna parowa.

Schemat przyrządu do skraplania, u ż y ­ wanego pierwotnie, przed staw ia rys. 1.

Rurkę A, przez k tó rą przechodzi pow ie­

trze ściśnięte, otac z a d rug a ru rk a B. przez którą, w k ieru nku o dw rotn ym do po p rze­

dniego, przechodzi powietrze rozprężone (lo ciśnienia atm osferycznego w maszynie

"5 podczas teg o obiegu odwrotnego po ­

wietrze, rozprężone i oziębione w skutek rozprężenia, oziębia powietrze ściśnięte w .-i, które ty m sposobem, wchodząc do m aszyny D, j e s t już w y starczająco ozię­

bione, aby w końcu rozprężenia dojść do t e m p e ra tu ry — 192°; w ty ch w arunkach część powietrza rozprężonego skrapla się i może b y ć zebrana zapomocą kranu ić;

większa część, nieskroplona, służy do oziębienia gazu ściśniętego, k tó ry ma się rozprężać i skraplać.

Z w róćm y uwagę na to, że ta druga część, wynosząca mniej więcej a/ 10 całko­

witej ilości, opuszcza maszynę w te m p e ­ r a t u r z e —-192° i oziębia caią ilość powie­

trza ściśniętego d o —-135°; a z a te m powie­

trze to, którego ciśnienie rów na się 40 atmosferom, wchodzi do maszyny w w a ­ runkach, blizkich skroplenia. Jedn ak że, w tem p e ra tu rz e — 135°, sprężystość powie­

trz a zmniejsza się, praca rozprężenia m a­

leje, zarazem więc zmniejsza się w y d a j­

ność oziębiająca tego rozprężenia; w do­

datku, ponieważ powietrze ku rczy się wię­

cej, niż to przewiduje prawo Mariotta, trzebaby zatem zużyć w m aszynie dale­

ko więcej powietrza ściśniętego, niżeli wskazuje to prawo, aby o trzym ać tę sa ­ rnę ilość zimna.

Podług Witkowskiego (Akademia U m ie­

jętności w Krakowie, r. 1891), w pomie- nionych wyżej w arunkach ciśnienia i te m ­ p eratu ry, trzeba zużyć w maszynie o 9()°/0 więcej pow ietrza ściśniętego ponad ilość przewidzianą, aby pok ry ć nadmiar~skur- czenia się powietrza; jeżeli je d n a k p ow ie ­ trze wchodzi do motoru w tem p e ra tu rz e

— 100° zamiast— 135®, wtedy to podniesie­

nie tem p e ra tu ry początkowe] rozprężenia zmniejsza ów naddatek powietrza, dopro­

wadzonego do maszyny, obliczony podług h y potezy gazów doskonałych, z 90°/0 do

20 %

Claudeowi udało się podnieść te m p e ra ­ tu rę początkow ą rozprężenia przez w t r ą ­ cenie p rzyrządu dodatkowego, nazwanego

„skraplaczem”, między M a maszyną roz­

prężającą D. Skraplacz ten składa się z wiązki rurek, w k tó ry c h część powie­

trza ściśniętego i oziębionego poddana jest działaniu oziębiającemu innej części

; powietrza, rozprężonego w maszynie Z)

4 0 WSZBCHŚW1AT

t y m sposobem pow ietrze ściśnięte skrapla się i w stanie ciekłym opada do dolnej części przyrządu, skąd może b y ć z b ie ra ­ ne nazew nątrz. W idzimy więc, że tu ta j powietrze skrapla się nie pod ciśnieniem atm osferycznem , j a k poprzednio, ale pod ciśnieniem 40 atmosfer; to też sk rap la się tera z nie w 'te m p e ra tu rz e — 290°, lecz w — 140°, gaz zaś rozprężony, o d dając g a ­ zowi ściśniętemu część swego ciepła, po ­ trzebną dla skroplenia tegoż gazu ściśnię­

tego, o grzew a się w sk raplaczu aż do

— 100°; w tej więc te m p e ra tu rz e przejdzie do M i oziębi do — 100° pow ietrze, k tó re m a się rozprężyć w m aszynie. N a te m właśnie, j a k widzieliśmy, p o lega ła p o ­ praw k a, k tó rą należało wprowadzić.

Otrzymywanie, tlenu. W s k a z a liś m y już różnicę, j a k a zachodzi w lotności tlenu i. azotu w stanie ciekłym . W rzeczy sa ­ mej, azot wre w — 195,5° pod ciśnieniem atm osferycznem , g dy ty m c z as e m tlen wre w ty c h sam ych w a ru n k a c h w t e m p e ra tu ­ r z e — 182,5°. Jeżeli z a te m paru je pow ie­

trze ciekłe, to przedew szystkiem u latnia się gaz, bogatszy w azot, aniżeli pow ie­

trze; gaz te n w dalszym ciągu u latniania w z b o g a c a się stopniowo w tlen i na re sz ­ cie staje się tlenem c z ysty m po odparo­

waniu 95°/ó cieczy p ierw otnej.

Z drugiej strony, zw róćm y u w a g ę na to, że pow ie trz e ciekłe utw o rzo n e j e s t z dwu cieczy, m iędzy którem i niem a p o ­ w inow actw a i któ re, rozp u szczają się j e ­ dna w drugiej we wszelkich stosunkach, musi więc ono podlegać praw om ogól­

n y m destylacyi, rzą d z ą cy m w ty m ściśle o kreślonym przypadku.

J e d n a k ż e n ietrudno zau w aży ć, że fa­

b r y k a c j a tlenu przez o d p a ro w y w a n ie cie­

kłego powietrza zapom ocą ciepła, d o s ta r ­ czanego zzew nątrz, b y ł a b y n iez b y t p r a k ­ t y c z n a ze względu na dość w ysoką, s to ­ sunkowo, cenę ciekłego pow ietrza; aby o trz y m y w a ć tlen możliwie tanio, trz e b a odwołać się do zasady odzyskiw ania zim­

na, wprow adzonej w czyn przez P arkinso­

n a od 1892 r.. W d any m p r z y p a d k u od­

zysk iw anie zim n a polegać będzie: l-o na oziębianiu powietrza, ściśniętego, p rzezna­

czonego do rozdzielenia, zap o m o cą zim­

n ych tle n u i azotu, p o c h o d z ąc y c h z ro z­

dzielenia; 2-o na odparowaniu po w ietrza ciekłego przez oddanie mu ciepła skro­

plenia powietrza ściśniętego, oziębionego w sposób powyższy.

P o s ta r a jm y się wyjaśnić to dokładniej:

w yobraźmy sobie odbieralnik, na pełniony powietrzem ciekłem, z zanurzoną we­

wnątrz wężownicą, do której wchodzi p o ­ wietrze ściśnięte i zimne; pow ietrze to pod wpływ em otaczającego je zimna skrapla się, oddając swe ciepło utajone cieczy zewnętrznej, która w sku tek tego zamienia się w parę; parow anie powietrza ciekłego i skraplanie powietrza w stanie gazow ym są dwom a zjawiskami jedno- czesnemi, z k tó ry c h jed n o w yw ołuje dru­

gie. Nadto, zw róćm y u w agę na to, że m e­

to d a ta pozwala w ytw arzać ilość powie­

trz a ciekłego, równającą się p raw ie ści­

śle odparowanej.

Oto zasady ogólne, k tó ry m podlegać m uszą wszelkie sposoby racyonalnego roz­

łączenia po w ietrza ciekłego na części j e ­ go składowe; zobaczmy teraz, j a k rozłą­

czenie to daje się urzeczywistnić.

N iek tórzy uczeni utrzym yw ali, że, p o ­ mimo różnicy lotności, tlen i azot s k ra ­ plają się jednocześnie w stosunku n ie­

zm iennym , takim samym, j a k w powie­

trz u atm osferycznem ; doświadczenia Clau- dea w ykazały ostatecznie, że t a k nie jest;

rzeczyw iście, ja k logika n a k a z y w a ła p r z e ­ w idyw ać a priori, zjawisko skraplania je s t odw rotne do zjawiska parowania: pierwsze po rcy e pow ietrza skroplonego zawierają więcej tle n u niż po w ietrze zwykłe.

N astępu jący przy rz ą d z uż ytk ow uje sk ra ­ planie częściowre powietrza, połączone z obiegiem pow rotnym części skroplonej, i stanowi główną podstaw ę sposobów Claudea.

W przyrządzie ty m pow ietrze, p rze z n a ­ czone do rozłączenia, zlekka ściśnięte i oziębione, j a k wyżej, wchodzi za p o ­ średnictw em odpowiedniej rury dołem do

„rozdzielacza”; ta m podnosi się w wiązce rurek pionowych, otoczonych ciekłem po­

wietrzem i skrapla się stopniowo; ale sk o­

ro ty lk o w k tó ry m k o lw ie k p u nkcie w iąz­

ki w y tw o rz y się ciekłe powietrze, opada

ono n a ty c h m ia s t na mocy swego ciężaru

w k ieru nk u o d w rotn ym do wznoszących,

„NI' 3 W S Z E C H Ś W IA T 41

się gazów; w sk u tek zetknięcia z terni g a ­ zami część tlenu w mieszaninie gazowej skrapla się, zamieniając w parę odpowie­

dnią część azotu w cieczy opadającej;

„ciecz o p a d a ją c a wywiera zatem na gaz, podnoszący się w wiązce, działanie prysz­

nicu zimnego, zgęszczającego niezmiernie prędko tlen tego gazu i przyspieszające­

go niesłychanie czynność stopniowego skraplania.”

W koń cu o trz y m u je się połowę powie­

trza użytego w p o s ta c i cieczy, zaw iera­

jącej w szy stek tlen tego pow ietrza i do­

sięgającej 4 8 % zawartości tlenu; druga połowa wydostaje się z górnej części wiązki w stanie azotu meskroplonego i, p ra k ty c z n ie czystego.

Część ciekła opada do zbiornika: stąd, w skutek działającego na nią ciśnienia, przedostaje się zapomocą ru ry bocznej do odbieralnika, w k tó rym paruje, dając powietrze- przetlenione; pro d uk t tego pa­

rowania w drodze do zbiornika oziębia część p o w ie trz a ściśniętego, przeznaczo­

nego do rozdzielenia; również i gaz nie- skroplony (azot) służy do oziębienia innej części powietrza, obok której przechodzi.

Sposób ten daje możność otrzy m y w an ia powietrza przetlenionego, ale nie tlenu czystego.

Można je d n a k dojść i do tego o sta tn ie ­ go wyniku przez zastosowanie do powie­

trza ciekłego znanej zasady rektyfikacyi.

Z astosow anie p rakty czn e tej zasady, wprowadzone w 1896 r, do pewnego sto p ­ nia nieświadom ie przez H am psona, na­

stępnie przez Lesueura, prof. Lindego i in­

nych, odnajdujem y w następującym przy­

rządzie, wynalezionym przez Ireneusza .).

Lćyyego, a odzna cz a ją c y m się, jak to zo­

baczymy, niezm ierną prostotą.

V przedstaw ia odparow yw acz (rys. 2) 1'' — wiązkę rurek, w k tó ry c h powietrze ściśnięte i oziębione skrapla się całkow i­

cie; następnie powietrze to, pod wpływem działającego na nie ciśnienia, przechodzi przez rurkę / ' ku wierzchołkowi z w y k łe ­ go przyrządu rek tyfik acyjnego kolu m n o­

wego. Tam pow ietrze to wchodzi w k o ­ lejne i wielokrotne zetk nięcia z tlenem;

oddestylowanym w V w skutek skroplenia, odbywającego się, w /'; w sku tek tego wy-

= A z o t

TUn

fbwieLrte

Rys. 2.

tw a rz a ją się kolejne w y m ian y pomiędzy tlenem prądu gazowego, k tó ry ulega skro ­ pleniu, zamieniając natomiast w parę od­

powiednią ilość azotu z cieczy r o z m a i t y c h piętr kolumny; o sta te cz ­ nie, gaz, wychodzący z górnej części przyrzą­

du, przedostaw szy się przez płyn, zawierający 21% tlenu, zaw iera go już ty lk o 7 °/0; n a t o ­ miast ciecz, spadająca z dolnego piętra kolum­

ny do odbieralnika V, składa się z tlenu cie­

kłego czystego; część tej cieczy po od paro­

waniu w V stanowi tlen żądany.

Sposób te n daje do­

skonałe wyniki pod względem wydajności tlenu (15/21 tlenu, zawartego w pow ie­

trzu, poddanem działaniu, otrzym uje się w stanie czystym), natom iast azot, otrzy­

m yw an y tą drogą, zawiera jeszcze 7°/o tlenu.

Nakoniec Claude zdołał doprowadzić do otrzym yw ania azotu czystego w spo­

sób prosty i zręczny; do wyniku teg o do­

szedł on przez połączenie zasady rek ty fi­

kacyi ze sposobem p o w ro tu wstecz, o pi­

sanym powyżej.

Pow ietrze ściśnięte i oziębione wchodzi do wiązki rurek, otoczonej tlenem cie­

kłym i skrapla się tam częściowo; Część skroplona (azot), wychodzi górą i p rze­

chodzi do innej wiązki, w której się s k ra ­ pla; azot ciekły, w ten sposób w y tw o ­ rzony, spada do oddzielnego zbiornika;

z drugiej strony azot, odparow any w sku ­ tek skroplenia powietrza, przedostaje się do kolum ny rektyfikacyjnej, gdzie o d b y ­ wa się pierwsza rektyfikacya z cieczą, b o g a tą w tlen, utw orzoną w pierwszym okresie skraplania i zebraną na środko­

w y ch piętrach kolumny; azot już zrek ty- fikow any Spotyka śię w górnej części ko^

lum ny z azotem fciekłym, utworzonym

w drugim okresie skraplania i ociekłym

na górnem piętrze kolumny; tu odbywa

się drug a rektyfikacya, k tó ra dopełnia

42 W SZ E C H ŚW IA T M 3 dzieła pierwszej; gaz, w y cho d zący z p rz y ­

rządu, zawiera 98 — 99°/0 azotu; tlen, j a k poprzednio, w ychodzi dolną rurą.

W razie p ro d u k c y i tlenu na większą skalę, p rzyrząd zdolny j e s t do starczy ć m e tr a sześciennego tlenu o zawartości 96—97°/0 czy stego gazu n a każdego ko­

nia i godzinę zużytej energii.

Opisaliśmy w kró tk im zarysie godne uwagi dzieło J . Glaudea; n iepodobna j e ­ dnak n ab ra ć z tego opisu pojęcia o c a ­ łym ogromie w ytrw ałości i pracy, włożo­

nej w rozwiązanie tego zagadnienia, n a ­ jeżonego nieprzeliczonemu trudnościami.

tłum. W. B.

P E C Y L O G O N I A P R O F . G IA R D A *).

W rozprawie pow yżej zaty tu ło w an e j Giard z a sta n aw ia się nad k w e s ty ą oce­

n iania s tosu nk ów p o k re w ie ń s tw a wśród form, p o d o b n y c h do siebie w sta nie doj­

r załym , lecz ró żn ią cy c h się rozwojowo, i zapytuje, co właściwie pow inno s ta n o ­ wić k r y te r y u m dla ocen y tych s to su n ­ ków — różnice em bryologiczne, czy też p odobieństw o form dorosłych. P ie rw s z a a lte rn a ty w a , zdaniem autora, nie j e s t w łaściwa, skoro wielkie prawo biogene- ty cz n e H a e c k la nie zaw sze może być z całą ścisłością zasto so w an e do w s z y s t­

k ich g ru p zw ierzęcych, skoro rozm aite s ta d y a rozw oju emb.ryonalnego p ew n eg o zw ierzęcia nie p o w ta rz a ją seryi rozwoju szczepowego, czy też form daw niejszych, kolejno po sobie idących. P rz e c iw n ie nawet, zdarza się często, że n iektó re t y ­ p y zw ierzęce m ają rozwój e m b ry o n a ln y skrócony i uproszczony, i dlateg o zo sta­

ły n a z w a n e -c e n o g e n e ty c z n e m i dla odróż­

nienia od form p a lin g e n ety c z n y ch . W oce­

nie stosu n k ów p o krew ień stw a, a te m sa­

m em w ich klasyfikacyi trz e b a również zwrócić baczniejszą u w a g ę n a te formy palin g e n ety c z n e, a to dlatego, że ich for­

*) A G iard. La Pec-iJogonie, C onipte-rerirlu (los s e a n e e s cl u six iem e c o n g re s I n t e r n a tio n a l cle zo­

ologie, 1905 (P o ik ilo g o n ia = z la ty u iz o w a n e p ó eci- lo g o m a = sp o lo n iz o w a n e p e c y lo g o n ia ).

m y niedoskonałe, czyli t. zw. larw y, przez dłuższy czas m ogą pozostać pod zm ien­

nym wpływem środowiska. N ieulegający zaprzeczeniu fakt, że określenie stosun­

ków p ok rew ie ń stw a staje się kwresty ą t,Hm bardziej sporną, im lepiej poznajem y rozm aite fazy ew olucyjne, doskonale przem aw ia za niedostatecznością w sk azó ­ wek samej ty lk o embryologii w danym przypadku. J e d n a k ż e i podobieństwo form w stanie dojrzałym nie może być wskazów­

k ą decyd ującą dla bliższego albo dalszego ich ułożenia w system ie genealogicznym.

Giard zdaje się tylko uw zględniać tę oko­

liczność, i ona to doprowadziła go do stwo­

rzenia w y ra z u „P oeciłogonia”, — wyrazu, zapomocą którego a u to r oznacza zjawi­

sko biologiczne, wówczas zachodzące, kiedy wśród pew nego g a tu n k u w jednej i tej samej, lub w różnych g enera c y ac h pojaw iają się indywidua— hodowane w róż­

n y c h w a ru n k a c h biologicznych — o roz­

m a ity m ch a ra k te rz e larwalnym, m ające z a te m przebieg rozw ojow y różny, po m i­

mo że formy dorosłe pozostają zawsze podobne do typow ej formy danego g a ­ tu n k u . To podobieństwo między sobą osobników w stanie do sk o n a ły u T z d a rz a się obserwować i wśród form, n ależący ch do różnych rodzajów, czasem n a w e t b a r­

dzo oddalonych od siebie, i wówczas mó­

wim y, że m am y do czynienia ze zjawi­

skiem konwergencyi, w yw ołanem , już to w a runka m i środowiska, w ja k ic h zwierzę p rzebyw a, ju ż to jakiem iko lw iek innemi czynnikam i. P ec y lo g o n ia więc^i konwer- g e n c y a wyw ołują efekt jednakow y: różnicę w rozwoju, podobieństwo niem al iden­

t y c z n e w stanie dojrzałym. J e d n ak ż e z p u n k tu widzenia p o krew ień stw a i k la ­ s y fik a c y i genealogicznej obadw a fak ty bynajmiej nie mają jed nak ow ego z n acze­

nia. O pecylogonii będziemy mówić w te n ­ czas, kiedy m am y przed sobą g a tu n k i so­

bie pokrew ne, w system ie genealogicz­

n y m , obok siebie stojące, g a t u n k L k tó r e w rozwoju swoim osobnikow ym 'odm ien­

n ą szły drogą, a mimo to w stanie doj­

rzałym są do siebie zupełnie podobne.

O k o nw e rge ncy i natom iast m ów im y, m a ­

j ą c przed sobą gatu n ki, które, w system ie '

g enealogicznym są oddalony", ód ' siebie :

Ko 3

48

i uważane być m uszą jako stanowczo różne, mimo że są w dojrzałym stanie do siebie podobne.

Zjawisko pecył >gonii zostało sk o nstato­

wane dosyć ju ż dawno wśród wszystkich prawie grup zwierzęcych, nie zwrócono tylko n a nie uwagi. Giard w swej roz­

prawie wziął sobie za zadanie oświetle­

nie tej k w esty i i ilustruje ją licznemi przykładam i, zaczerpm ętem i ze wszyst­

kich niemal g ru p zwierzęcych.

W grupie jam ochłonów najpierwszym czynnikiem, pow odującym pecylogonię, zdaje się by ć p rze b y w an ie tych zwie­

rząt w wodach zimniejszych. Jam o c h ło n j Glavularia petricola, p rz y tw ie rd z a ją c y się do dolnych powierzchni skał, zaledwie róż- żni się nieznacznie formą igieł szkieleto­

w ych od Clavularia crassa, 'formy, żyją cej w j pasie p rzyb rzeżn y m morza Śród­

ziemnego. S p ostrzeg am y tu ta j jed n a k znaczną różnicę w reprodukcyi ty c h zwierząt, mianowicie Clavularia petricola jest formą żyworodną w brew ogólnej zasadzie jajorodności, jest zatem formą pecylogoniczną formy 01avularia cra-sa.

Zupełnie analogiczny p rzy p a d e k pecyło- gonii obserwował Carlgren wśród anem o­

nów mórz a rk ty c z n y c b , co wyraźnie do ­ wodzi doniosłego znaczenia środowiska dla życia zwierzęcia. W przy to czo ny m przykładzie z Clavulariami formy pecylo- goniezne pod względem anato-morfolo- ąicznym nie różniły się między sobą z u ­ pełnie. Niekiedy je d n a k -tego rodzaju różnica w zw iązku z reprodukcyą może mieć miejsce, szczególnie w g ru p a c h 'z w ie ­ rzęcych, po siad ających wyższą organiza- cyę, niż jam ochłony, ja k się rzecz m a np.

ze Szkarłupniami. A sterina cephea, miesz­

kanka morza Czerwonego, bardzo blizka sąsiadka europejskiej f o rm y 'A s te rin a ' gib-

!>osa, posiada, w przeciw staw ieniu do tej_

ostatniej i zgodnie z ogólnem prawem, ujścia organów rozrodczych n a stronie grzbietowej. Znosi ona ja jk a do wody, z któ- 1 yeh rozwijają ‘się larw y pływające. Prze- 1 >wnie, A ste rin a gibbosa gromadzi ja ja pod powierzchnią brzuszną, skąd wy- j

1 hodzą; embryony mało ruchliwe i znacz- ■

" 1<J posunięte w swym rozwoju; m a m y jt u

" *§c znów odm ienny nieco bieg rozwoju ^

jakkolwiek ostatecznym wynikiem je g o je s t utworzenie zupełnie podobnych form dorosłych. T ak więc Asterina gibbosa mo­

że b y ć uw ażana za formę pecylogoniczną g a tu n k u Asterina cephea. P ouczającym bardzo je s t pod ty m względem j e s t rów ­ nież Ophiotrix frągilis. Zależnie od w a ru n ­ ków biologicznych rozwój tego zwierzę­

cia odbyw a się już to przez larw y nor­

malne, już to przez larwy niezupełne j u ż to przez em b ry on y daleko posunięte w rozwoju, zmierzające do formy dosko­

nałej prawie bez metamorfozy. Badając rozmieszczenie geograficzne form peeylo- gonicznych, łatw o j e s t zrozumieć prawo, dawno już sformułowane i głoszącej że w miarę tego, ja k posuwamy się ku bie­

gunom coraz częściej n a p o ty k a m y formy

! o embryogenii skróconej, skondensowanej;

em bryony pelagiczne bardziej są p rz y s to ­ sowane do wód mórz ciepłych.

Badania Contea nad robakam i obłe- l mi w y k a z a ły również istnienie pecylogo- '■ nii w tej grupie zwierzęcej, przyczem ) stwierdzono, że czynnikiem, w yw ołującym

j to zjawisko je s t bezw ątpienia środowisko, w jak ie m znajduje się dana forma. Conte badania swe prowadził nad Rhabditis ino- nochysteru, którą hodował już to na po­

żywce klejowej z ciasta, ju ż to na p e p ­ tonie. W pierwszym p r zy p a d k u R h a b d i­

tis m onochystera pozostaw ała zawsze ż y ­ worodną; em bryony w ykluw ały się w m a­

cicy i wtedy dopiero wydalane były na zewnątrz; zdolność do reprodukcyi i wiel­

kość indyw iduów dorosłych miały się w pro sty m stosu nk u do ilości nag ro m a­

dzonych m ateryałów odżywczych. W przy ­ padku z k u ltu rą peptonową, zawsze., mo­

żna było stwierdzić jajorodność, przyczem wiele jaj nie doszło do ’ stadyum" naw et dwu blastomeronów. N i e 'm n i e j interesu­

jący przykład pecylogonii obserwować mo­

żemy u Palaem onetes varians z grupy skorupiaków.^ Zwierzę to o szerokiem roz­

przestrzenieniu geograficznem p osiada roz­

wój różny, zależnie od tego, czy hoduje się w wodzie więcej lub mniej słonej, cho­

ciaż w stanie dojrzałym m iędzy lakierni osobnikami żadnych różnic morfologicz­

nych spostrzedz nie można. Neapołitań-

s k a , sam ica Palaem onetes varians znosi

4 4 WSZECHŚWIAT JSe 3 około 25 ja j e k wielkości l ‘/ 2 takaż

samica z W im ereux znosi około 321 jaj wielkości ‘/ 3 mm, skąd p o w stały nazwy ty c h form inacro i m icrogenitor. Różnica więc w ty m razie dotyczę ilości i wielko­

ści ja je k reprodukow anych. B adając on- togenię tego g a tu n k u zwierzęcia w morzu P ółnocnem i Pas-de Calais, Giard stw ier­

dził. że rozwój tej formy w m orzu o d b y ­ wa się wolniej i w sposób bardziej pier­

w otny niż w wodach słodkich i że j a j k a w ty m ostatnim w ypadku są większe i b a r ­ dziej obarczone żółtkiem odżywczem, niż w wodach słonych, lecz zato reproduko- kow ane w mniejszej ilości. Giard objaś­

nia tę okoliczność w n a s tę p u jąc y sposób:

ponieważ kon k u ren c y a życiow^a w wodach słodkich je s t mniejsza, niż w morzu, p rz e ­ to ilość j a j e k może by ć zredukow ana bez narażenia g a tu n k u na niebezpieczeństwo zaniku. Z teg o w y pły w a, że ilość mate- ryałów o dżyw czych dla poszczególnego em bryona może być dość znaczną; dosta tec z n a zaś ilość p o k a rm u spowodować może szybsze tem po rozwojowe, w sk u tek czego em b ry on bardzo rych ło zmierza do formy dojrzałej, czasem n a w e t przed w y­

kluciem się z jajk a . Zupełnie analogicz­

ny przykład pecylogonii z P alaem onete- serri n a p o ty k a m y u A lpheus Saulcyi. S k o ­ rupiak ten j e s t kom en salem dwu rodzajów g ą b e k —b ru n atn e j i zielonej. Alpheus ż y ­ j ą c y na g ą b c e zielonej znosi wielką ilość m ałych jajek, ż y ją c y zaś n a b runatnej zachowuje się pod ty m względem wręcz przeciw nie. P o n ie w a ż w jednej i tej sa­

mej miejscowości n a p o ty k a ć można A l­

pheus) obudwu odmian, o ile są obecne obadw a rodzaje gąbek, przeto w p ły w t e m ­ p e ra tu ry w ty m przy pad ku , ja k o też i w p r z y p a d k u z P a la e m o n e te s zupełnie j e s t wykluczony

Niewątpliwie je d n a k t e m p e ra tu ra może spowodow ać zjaw isko pecylogonii, ja k się o_tem p rzekonać możemy, ob serw u ­ j ą c je d w a b n ik a (Sericaria mori) w róż­

nych środ ow isk ach term ic z n y ch . Hodo­

w any na południu E u ro p y g a tu n e k ten dostarcza interesującej rasy Trevoltini, k tó ra obok tego, [że daje co rok liczne ge neracy e, różni się od t y p u jeszcze i tem, że gąsienice -Jenieją trz y zam iast c z t e ­

rech razy. Hodowana na północy rasa t a przybiera wszystkie zwykłe cechy g a ­ tunku. Wogóle ow ady zdają się być czułe na tem p e ra tu rę i zdolne w sku tek tego produkow ać formy pecylogoniczne;

najbardziej zdolność ta k ą posiadają w tej grupie zwierzęcej m otyle (Lepidoptera).

Z p rak ty c zn e g o p u nk tu widzenia t r u ­ dno j e s t często decydować, czy m am y

| tu ta j do czynienia z g atu nk am i pecylogo-

; nicznemi, czy też tylko k onw ergencyjne- mi, szczególnie jeśli się nie zna dobrze biologii ok reślanych gatunk ó w . W n ie­

k tó ry c h je d n a k p rzy p a d k a c h stwierdzenie konw ergencyi czy też pecylogonii dosyć ' j e s t łatwe i wątpliwość nie może się rodzić. T a k np. formy k o n w ergency jne powierzchownie ty lk o są do siebie podo-

! bne; głębsze cechy anatom iczne i embryo- ge ne tyc z ne przez konw ergencyę nie są do tego stopnia w yrów nane, aby nie m o ­ gły b y ć uznane za różne i stanow ić o róż­

nicy gatunków . Doskonałe nasladowni- j ctwo D anaid ów albo A craidów przez roz­

m aite gatunki Papilio lub D iadem a nie wprowadzą już dzisiaj w błąd żadnego entomologa. Łatw iej jeszcze oryentow ać się można w tej kw estyi, jeżeli dane g a ­ tunki żyją w jed n a k o w y ch środowiskach, gdyż w tedy zostaje usun ięty j e d e n z n a j­

p ow ażniejszych czynników, wywołujących pecylogonię. J a k o kry tery urn do pew ne­

go stopnia posłużyć może i ta okolicz­

ność, że formy pecylogoniczne w razie wza- i jem nego krzyżow ania się pozostają płod- nemi w przeciwieństwie do gatu n k ó w kon- wergencyjnych. Czasem jed n a k trudności piętrzą się ta k dalece, że niepodobna roz­

strz y gn ą ć k w esty i stanowczo, trzeba więc z wielką oględnością w yrokow ać Ao k o n ­ w ergencyi czy też pecylogonii ga tunków badanych.

Dosyć często w y stę p u je zjawisko p e c y ­ logonii i w grupie kręgow ców . E h re nb aum pierwszy to stwierdził wśród ryb, bada- S j ą c rozwój jesiotra w ujściu E lb y i po- rów nyw ając swe badania "z badaniami R ydera, prowadzonemi nad t ą sam ą tor- mą w Am eryce. Różnica dotyczyła wiel­

kości ja je k i tem pa rozwojowego. O ka

zalo się, że forma europejska rozwija się

wolniej, przechodząc przez takie stadya,

W szechświat 45 j a k ic h brako w ało zupełnie formie a m e ry ­

kańskiej. Badania Maryi von Chauvin nad Salam andrą żyworodną (Salam andra atra) są je d n y m z n ajpiękniejszych przy­

kładów pecylogonii doświadczalnej. B ada­

nia te zostały wznowione w r. 1904 przez Kammerera, k tó ry między innemi w yka­

zał, że palin gen etyczn y rozwój formy Salamandra m aculosa może być mniej lub więcej skrócony przez działalność śro­

dowiska jak np. wysychanie. Jeżeli prze- sadnem byłoby wnioskow ać z Kam mere- rerem o jedności gatunkow ej Salamandra atra i m aculosa, to jed n a k zaobserwow a­

ne przez niego fak ty bardzo są pouczają­

ce dla objaśnienia pow stania dwu g a tu n ­ ków od jed n e g o ty p u wspól-nego. Obok pecylogonii wyw ołanej warunkami biolo- gicznemi, zdarza się obserwować u nie­

których zwierząt pecylogonię płciową, ob­

jaw iającą się czasem już w jakości produ­

kow an ych jaj. B adania teg o rodzaju pe­

cylogonii niezmiernie b y łyb y ważne ze względu na ta k niejasną kwestyę, j a k de- term inaeya płci. Bardzo ciekaw ą odmia­

nę pecylogonii płciowej obserwować moż­

na w rozwoju n ie k tó ry c h k a s tra tó w okre­

ślonej płci, p orów ny w a n yc h z normalne- mi osobnikami płci przeciwnej, ja k to ma miejsce np. u starej samicy bażanta z wy- ciętemi jajnikam i, k t ó r a przybiera upie­

rzenie m łodego samca. Pom ijając liczne przykłady, podane przez a utora, i reasu­

mując z a cy tow ane wyżej fakty pecylogo- niczne, widzimy, że m ają one wielkie zna­

czenie dla nauki, w szczególności dla embryologii, gdyż pouczają, w jaki spo­

sób odbyw a się przejście od embryogenii palingenetycznej do em bryogenii cenoge- netycznej w licznych grupach zwierzę­

cych, gdzie o ba dw a sposoby reprodukcyi w ystępują obok siebie. Nie mniej ważne są te fak ty i dla s ystem aty k i, gdyż w y ­ kazują, jak zależny je s t c h arakter rozwo­

jowy zw ierzęcia od w arunków środowiska i przez to zapobiegają tw orzeniu licznych działów s y s te m a ty c z n y c h , o p a rty c h czę­

sto ty lk o na różnicach embryologicznych, do czego kl asy fi kato rowie byli zawsze tak skłonni.

Chciałbym wreszcie na zakończenie Wspomnieć, że na analogiczne zjawisko

| zwrócono także uwagę w mechanice roz­

woju. Driesch stwierdzał niejednokrotnie, że procesy regulacyjne biegną często róż­

ną drogą, a dochodzą mimo to do tego

| samego celu. Jeżeli się całość organiz-

| mu uszkodzi, to zdolność twórcza jego zdijźa do odtworzenia napow rót tej ca­

łości. Odbywać się to może w ten spo­

sób, że tworzą się nowe elementy kom ór­

kowe, które zastąpią dawne komórki sztucznie z organizmu usunięte. Tą dro-

! gą odtwarza się więc całość organizmu, zarówno morfologicznie j a k i pod wzglę­

dem fizyologicznym zupełnie do pierwo- i tnej podobną. Ale do tego samego celu organizm zdążać też może na zupełnie odmiennej drodze. Może nastąpić tylko przemieszczenie i przeróżnicowanie nie­

k tórych elementów już istniejących bez stw arzania poprzedniego jak ic h n ow y ch komórek. Niejednokrotnie także pewna część elementów ulega zanikowi, ażeby stworzyć całość morfologiczną z budow a­

ną w edług tego samego typu, j a k zbu­

dowany byt organizm poprzednio.

D riesch opisał takie zjawisko np. u o- słonicy Clavelina. Kiedy część organizmu się odetnie, może nastąpić jej od tw o rze ­ nie przez produkcyę nowych komórek.

Ale możliwa je s t tak ż e inna droga regu- lacyi: całość pozostała organizmu ulega nie­

jako redukcyi, ulega przemianom wstecz­

nym, wśród których zaciera się na czas jakiś budowa c h a ra k te ry s ty c z n a organiz­

mu. Ale potem te kom órki wyróżnicowu- ją się na nowo, znów z tej masy kom ó­

rek w ytw arza się po stać cha ra k te ry sty c z n a zwierzęcia całego. A zatem dwiema zu­

pełnie odmiennemi drogami: przez pro­

du kcyę nowych kom órek w jed n y m razie, przez kom binacyę przem ian w stecznych z przeróżnicowaniem ko m ó rek w drugim razie— doszło do utworzenia tego samego tworu, tej samej morfologicznej całości.

T ego rodzaju system y biologiczne Driesch nazwał system am i ekwifinalnemi. P e c y lo ­ gonia Giarda, której istotę poznaliśmy w poprzednich uwagach i przykładach, i system y ekwifinalne Driescha m ają w istocie zjawiska wiele wspólnych mo­

m entów, są właściwie bardzo pokrew nem i

zjawiskami. Tadeusz Kurkiewicz,