§ 98. Tam gdzie jedynymi siłami, w grę wchodzącymi, są te, które wprost dążą do wywołania skupienia lub rozproszenia, tam całe dzieje agregatu nie zawierają w sobie nic więcej, jak tylko opis zbliżania się jego części składowych do ich wspólnego środka, lub oddalania się ich od tegoż środka. Proces ewolucji, nie obejmujący sobą nic więcej nad to, cośmy opisali na początku ostatniego rozdziału, będzie prostym.
Co więcej, w takich wypadkach, gdzie siły, wywołujące ruch ku wspólnemu środkowi, o wiele przeważają nad wszystkimi innymi, tam wszelkie zmiany, dołączające się do tych, które stanowią o agregacji, będą stosunkowo nieznaczne —integracja ciała zaledwie zostanie zmienioną przez owe inne rodzaje redystrybucji.
Jeżeli wskutek małości masy integrującej się lub wskutek małości ruchu, jaki otrzymuje ona z zewnątrz w zamian za ten, który traci, integracja postępuje szybko, to i w takim wypadku nie wiele na nią oddziałać będą mogły siły przypadkowe, nawet wówczas, gdy będą dość wielkie.
Gdy jednak przeciwnie, integracja staje się powolną — bądź wskutek wielkiej stosunkowo ilości ruchu, odbywającego się w skupieniu (agregacie), bądź wskutek tego, że chociaż ilość ruchu w każdej części nie jest stosunkowo wielką, to jednak znaczna, objętość skupienia (agregatu) utrudnia rozpraszanie się ruchu, bądź też z powodu, że, chociaż utrata ruchu bywa szybką, jeszcze szybsze będzie jego nabywanie—wówczas inne siły wywoływać będą w skupieniu zmiany widoczne. Tuż obok zmiany, stanowiącej integrację, odbywać się będą inne, dodatkowe. ewolucja nie będzie już prostą, lecz złożoną.
Kilka tych twierdzeń, wyrażonych zwięźle, wymaga pewnego wyjaśnienia.
§ 99. Dopóki ciało porusza się wolno w przestrzeni, dopóty wszelka działająca nań siła wywołuje pewien równoważny skutek w postaci jakiejś zmiany w jego ruchu. Niezależnie od tego, jak wielką jest szybkość ciała, najlżejsze przyciąganie boczne, albo opór zmusza je do zbaczania z pierwotnej linii ruchu, do podążania ku nowemu źródłu ruchu, lub też do oddalania się od nowego źródła oporu zupełnie tak, jak gdyby ciało nie podlegało żadnemu innemu ruchowi. Działanie zaś wpływów zakłócających nagromadza się w stosunku do kwadratów z czasu, w ciągu którego trwa niezmiennie. Ale to samo ciało, gdy połączone będzie w pewien sposób z innymi ciałami, przestanie poruszać się pod wpływem małych sił przypadkowych (incident). Gdy podlega silnemu działaniu ciążenia lub spójności, wówczas owe małe siły przypadkowe nie wprawią już go w jakiś względny ruch po przestrzeni, lecz rozproszą się w inny sposób.
To, co stosuje się tutaj do mas, stosuje się też w pewien sposób i do postrzegalnych części mas i do drobin. Ponieważ postrzegalne części danej masy i drobiny jej są wskutek swego skupienia niezupełnie wolne, przeto do każdej z nich nie da się zastosować to, co do ciała poruszającego się w przestrzeni—że każda siła przypadkowa wywołuje pewną równoważną zmianę w ich położeniu: tutaj cześć siły idzie na wytwarzanie zmian innych. Ale w miarę tego, jak części lub drobiny związane będą ze sobą słabiej, siły przypadkowe wywołują wśród nich widoczną zmianę układu. Ż jednej strony, kiedy integracja jest tak słabą, że części bądź dostrzegalne, bądź niedostrzegalne prawie całkiem nie zależą od siebie, podatnymi są one niemal zupełnie wszelkiemu działaniu dodatkowemu i, obok ześrodkowywania się masy, odbywa się tam też wówczas nowy ich układ. Przeciwnie zaś, kiedy części zbliżyły się do siebie na odległości tak małe, iż to, co nazywamy natężeniem spójności, jest wielkie, wówczas działania dodatkowe, jeżeli tylko nie są bardzo wielkie, tracą moc wywoływania ponownych układów. Mocno zjednoczone części nie są już tak skłonnymi do zmiany stosunkowego swego położenia pod działaniem słabych wpływów zakłócających, ale przeciwnie, każdy wpływ taki zazwyczaj nie sprowadza nic więcej lub nie wiele co—ponad czasowa zmianę niedostrzegalnych ruchów drobinowych.
W jaki sposób moglibyśmy najlepiej wyrazić te różnicę w wyrazach najbardziej ogólnych? Dane skupienie (agregat), szeroko rozpierzchłe lub słabo tylko zintegrowane jest właśnie skupieniem, zawierającym w sobie wielką ilość ruchu—rzeczywistego, utajonego, lub obu razem. Skupienie zaś, które zostało całkowicie zintegrowane lub zgęszczone, zawiera stosunkowo mało ruchu: większa część ruchu, jaki niegdyś posiadały jego części, została stracona podczas integracji, która skupieniu nadała owa gęstość. Stad też, wobec innych warunków równych, ilość zmian wtórnych, towarzyszących zmianie pierwotnej, w układzie części skupienia proporcjonalną jest do ilości ruchu, zawierającego się w owym skupieniu. Stad również, ceteris paribus, ilość owych redystrybucji wtórnych, towarzyszących redystrybucji pierwiastkowej, proporcjonalna będzie długości trwania ruchu wewnętrznego. Obojętną jest rzeczą, w jaki sposób warunkom tym staje się zadość. Bez względu na to, czy ruch wewnętrzny odbywa się z natężeniem, z powodu, iż części składowe są z rodzaju skupiających się powoli, czy też z powodu, iż warunki zewnętrzne nie pozwalają im na oddawanie swego ruchu, czy dlatego, że utracie ich ruchu przeszkadza objętość utworzonego przez nie skupienia, czyli też dlatego, że pośrednio lub bezpośrednio otrzymują one więcej ruchu, niż tracą— zawsze pozostaje prawdziwym, iż wielka ilość utrzymywanego ruchu wewnętrznego ułatwia redystrybucję wtórną i że długie jego zatrzymywanie w ciele możliwym czyni nagromadzanie się takich nowych redystrybucji.
Przeciwnie zaś, niewykonanie tych warunków z jakiejkolwiek przyczyny pociąga za sobą skutki przeciwne. Niech np. części składowe skupienia posiadają szczególną skłonność do szybkiego integrowania się, albo niech małe rozmiary tegoż ich skupienia pozwolą im łatwo oddawać swój ruch, albo jeszcze niech otrzymują mało lub wcale nie otrzymują ruchu z zewnątrz w zamian za ten, który tracą, a wszystko to wpłynie na wywołanie nieznacznych tylko zmian wtórnych, towarzyszących redystrybucji pierwotnej, jaka stanowi ich integracje.
Te oderwane twierdzenia nie będą dokładnie zrozumianymi bez przykładów. Zanim wiec badać zaczniemy ewolucję prostą i złożona, określone w sposób powyższy, przypatrzmy się paru wypadkom, w których ilość ruchu wewnętrznego zmienioną jest sztucznie, i zaznaczmy, jakie bywają skutki ponownego (rearrangement) układania się części.
§ 100. Stosownym będzie zacząć tu od pospolitego doświadczenia, które przedstawi nam zasadę ogólną w postaci grubej, lecz łatwo zrozumiałej. Gdy napełnimy naczynie jakieś po brzegi drobnymi przedmiotami, to, potrząsając nim, zniewalamy jego zawartość do zajęcia mniejszej przestrzeni, tak, iż możemy pomieścić tam coś więcej, jeżeli zaś pomiędzy małymi kawałkami, napełniającymi naczynie, niektóre odznaczać się będą większym ciężarem gatunkowym, to przy dłuższym potrząsaniu utorują one sobie drogę do dna naczynia. Jak się też da wyrazić zjawisko takie w terminach bardziej ogólnych. Mamy tu grupę jednostek, na które oddziaływa siła zewnętrzna— przyciąganie ziemi. Dopóki nie poruszamy nimi, siła owa nie zmienia ich stosunkowego położenia; gdy zaś poruszymy, luźny ich układ zmieni się natychmiast na inny, bardziej spójny. Dalej, dopóki nie są one poruszanymi, siła zewnętrzna nie może oddzielić ich jednostek cięższych od lżejszych; w przeciwnym zaś razie cięższe natychmiast zaczynają się oddalać.
Zakłócenia mechaniczne bardziej subtelne, działając na części skupień o wiele ściślejszych, wywołają skutki podobne. Kawałek żelaza, który, wychodząc z warsztatu, posiada budowę włóknistą, staje się krystalicznym, gdy wystawionym będzie na ciągłe drgania. Oddziaływające na siebie wzajem biegunowe siły atomów (żelaza) nie są w stanie zmienić bezładnego układu na układ uporządkowany, jeśli atomy znajdują się w stanie względnego spoczynku; lecz siły owe mogą to uczynić, skoro atomy wprawione będą w stan poruszenia wewnętrznego (intestine). \”W\” podobny też sposób tłumaczy się to zjawisko, iż sztabka stalowa, zawieszona w płaszczyźnie magnetycznego południka, może być namagnetyzowaną przez wielokrotne jej uderzanie; przypisuje się to ponownemu układowi cząsteczek, wywołanemu działaniem magnetyzmu ziemi, skutecznemu jedynie wtedy, gdy cząsteczki stali podległe są drganiu. Jakkolwiek nieściśle przykłady te odpowiadać mogą tym, jakie obecnie rozpatrujemy, niemniej jednak, biorąc ogólnie, wykazują one, że przez dodanie jakiejś siły do tej ilości ruchu, którą dane skupienie w sobie już zawiera, ułatwiamy ponowny układ jego cząsteczek.
Bardziej pouczającymi są takie przykłady, w których zmniejszając sztucznie lub zwiększając ruch drobinowy ciała, zwany jego ciepłem, dajemy skupieniu większą albo mniejszą łatwość ponownego układu jego drobin.
Sprawa hartowania stali lub szkła wskazuje nam, iż zmiany wewnętrznego układu cząsteczek sprzyjają tak samo nieznaczne drgania jak i wzmiankowane przed chwila wstrząśnienia silniejsze. Gdy trochę szkła roztopionego wlejemy do wody i kiedy strona jego zewnętrzna wskutek nagłego zastygnięcia nie będzie mogła brać udziału w kurczeniu się, do jakiego dążą] pod wpływem ochładzania się części wewnętrznych, wówczas cząsteczki pozostają w stanie takiego naprężenia, że cała masa rozpryskuje się, gdy tylko jakaś cząstka jej ulegnie stłuczeniu. Lecz jeżeli te masę poddamy działaniu znacznego ciepła przez jeden albo dwa dni, to jakkolwiek ciepło to nie wystarczy do zmiany jej formy lub znacznego zmniejszenia twardości, usunie wszakże nadzwyczajna łamliwość: pod wpływem wprawienia cząsteczek w większy ruch, działające pomiędzy nimi siły będą mogły ułożyć się do stanu równowagi.
O wiele wyraźniejszy przykład zobaczymy w działaniu tegoż niewidzialnego ruchu, zwanego ciepłem, kiedy ponowny układ cząsteczek staje się widocznym. Przykład taki widzimy w strącaniu się delikatnych osadów. Strącają się one bardzo powoli w rozczynach chłodnych, z większą zaś szybkością w ogrzanych. To znaczy, iż wzmagające się drganie cząsteczek masy rozpuszczonej pozwala im łatwiej oddzielić się od cząsteczek płynu.
Wpływ ciepła na zmiany chemiczne jest tak powszechnie znanym, iż przykłady jego są chyba tutaj zbyteczne. Niezależnie od tego, czy dana substancja jest lotną, płynną lub stałą, zarówno daje się do niej zastosować zasadę, iż połączeniom jej chemicznym i rozkładom sprzyja podniesienie temperatury. Powinowactwa, nie wystarczające do wywołania zmian w układzie zmieszanych jednostek, znajdujących się w, stanie słabego ruchu, wystarczają do wywołania tych zmian wówczas, gdy ruch dosięgnie pewnej skali. Dopóki też ten ruch drobinowy nie jest dość wielkim, aby zapobiec związkom chemicznym, do wytworzenia których dąży powinowactwo, wystarcza tylko powiększyć go, aby zmianę budowy chemicznej umożliwić.
Można wymienić tutaj inną jeszcze grupę faktów, które, jakkolwiek nie dość wyraźnie, są w istocie uzmysłowieniem tej samej zasady ogólnej. Stan płynny materii, ceteris paribus, każe domyślać się większej ilości zawartego w niej ruchu, niż stan stały — gdyż płynność sama jest wynikiem takiej większej ilości ruchu. Stąd też skupienie pewne, utworzone częścią z materii płynnej, częścią zaś ze stałej, zawiera w sobie większą ilość ruchu, niż inne skupienie, które, podobnym będąc do pierwszego pod każdym innym względem, składa się całkowicie z materii stałej. Wnosić więc stąd wolno, iż ciekło stałe, albo, jak pospolicie mówimy, plastyczne skupienie z większą stosunkowo łatwością będzie mogło zmieniać wewnętrzny układ cząsteczek; wniosek ten potwierdza też doświadczenie. Mieszanina substancyj różnorodnych, rozrobiona wodą, osadzając się, wydziela ze siebie warstwę składników cięższych, oddzielając je od lżejszych. Ulatnianie się wody sprawę tę utrudnia, aż Na koniec gdy mieszanina stanie się zbyt gęsta, proces segregacji ustaje. Ale nawet wtedy, gdy substancja dosięgnie stanu na wpół stałego, w jakim siła ciążenia (ziemi) nie będzie już dokonywała rozdziału zmieszanych składników, dokonywać jej będą mogły inne siły: dowodem tego zjawisko, na które po raz pierwszy zwrócił uwagę Mr Babbage: że, gdy się przez pewien czas przechowuje ciastowatą mieszaninę krzemionki i kaolinu, przygotowaną do wyrobu porcelany, mieszanina ta staje się ziarnistą i nie może być już odpowiednio zużytkowaną, gdyż cząsteczki krzemionki oddzielają się od innych i łączą się ze sobą, tworząc ziarna; albo jeszcze inny przykład, znany dobrze gospodyniom, iż w przechowywanej długo galarecie porzeczkowej cukier przybiera postać krystalicznego osadu.
Nie idzie o to, jaką postać ma ruch, odbywający się w danym skupieniu, czy jest on tylko mechanicznym poruszeniem, czy drganiem takim, jakie wywołuje dźwięk, czy też ruchem drobinowym pochłanianym z zewnątrz, czy też ruchem drobinowym konstytucjonalnym jakiegoś składnika płynnego—zasada pozostanie słuszną. Siły zewnętrzne (incident) wywołują wtórne zmiany układu cząsteczek łatwiej, gdy ilość ruchu wewnętrznego jest wielka, zaś czynią to coraz z większą trudnością w miarę zmniejszania się tegoż ruchu.
§ 101. Zanim pójdziemy dalej, wskazać tu musimy na inną jeszcze grupę faktów, podpadających pod to samo uogólnienie, jakkolwiek na pozór mały z nim mających związek. Są to przykłady, dotyczące pewnych kontrastów stałości związków chemicznych. Mówiąc ogólnie, związki stałe zawierają w sobie małą ilość ruchu drobinowego; w stosunku zaś do jego ilości wielką bywa niestałość związków.
Pospolitym i wybitnym tego przykładem jest przede wszystkim fakt, iż trwałość związku zmniejsza się w miarę wznoszenia się temperatury. Związki, których pierwiastki składowe złączone są silnie, i takie, których części składowe luźniej się trzymaj ą, podobnymi są do siebie z tego, iż wznoszenie się ich temperatury czyli ilości zawartego w nich ruchu drobinowego, osłabia siłę połączenia ich pierwiastków; to też, dodając ciągle do ilości zawartego w nich ruchu ilości nowe, dosięga się zawsze pewnego punktu, w którym związek chemiczny zostaje zburzony. To znaczy, iż ponowny układ materii, jakim jest prosty rozkład chemiczny, staje się tym łatwiejszym, im większą, jest ilość zawartego w nim ruchu. To samo stosuje się też do rozkładów podwójnych. Dwa ciała złożone AB i CD, zmieszane razem a podlegające temperaturze niskiej, mogą pozostawać niezmienione. Krzyżowe powinowactwo ich pierwiastków może nie wywołać tutaj ponownego układu. Podnosząc jednak temperaturę mieszaniny, czyli zwiększając ilość odbywającego się w niej ruchu drobinowego, wywołamy redystrybucję pierwiastków, zakończoną wytworzeniem dwóch nowych ciał AO i BD.
Inna prawdą chemiczną, mającą podobne znaczenie, jest ta, iż pierwiastki, zawierające zazwyczaj wiele ruchu, tworzą związki mniej stałe od tych, które zazwyczaj mało mają ruchu. Lotny stan materii każe przypuszczać znaczną stosunkowo ilość ruchu drobinowego, gdy tymczasem stan stały domyślać się każe małej stosunkowo ilości takiegoż ruchu. Jakież tedy są cechy znamienne odnośnych ciał złożonych. Związki, będące wytworem łączenia się gazów stałych, nie mogą oprzeć się działaniu wysokiej temperatury; większość ich rozkłada się łatwo pod wpływem ciepła, w temperaturze zaś czerwonego żelaza nawet silniejsze rozpadają się na swoje części składowe. Z drugiej strony związki pomiędzy pierwiastkami stałymi odznaczają się niezmierną trwałością — z wyjątkiem tylko wypadków bardzo wysokiej temperatury. W wielu razach, jeżeli nie najczęściej, podobne związki nie mogą być rozerwanymi za pomocą jakiejkolwiek, sztucznie wytwarzanej temperatury.
Podobne też, jak się zdaje, znaczenie przedstawia stosunek pomiędzy niestałością związku a liczbą składowych jego pierwiastków. „Ciepło utajone danego związku w ogóle zwiększa się wraz ze stosunkiem jego złożoności.” Ze wzrostem tejże złożoności powiększa się również łatwość rozerwania związku. Wynika stąd, iż drobiny, zawierające w sobie wiele ruchu wskutek swej złożoności, są zarazem tymi, których składniki najłatwiej poddają się ponownemu układowi. Stosuje się to nie tylko do złożoności, wynikłej z połączenia wielu różnorodnych pierwiastków, ale również do złożoności, jaka była wynikiem łączenia się tych samych pierwiastków w proporcjach wyższych. Materia przedstawiać może dwojaki stan stały: krystaliczny i koloidalny, pierwszy z nich jest wynikiem łączenia się pojedynczych atomów lub drobin, drugi zaś następstwem łączenia się całych grup takich atomów i drobin; pierwszy odznacza się trwałością, drugi jest nietrwałym.
Najbardziej jednak uderzających i przekonywających przykładów mogą dostarczyć tu te związki, w skład których wchodzi azot. Posiadają one dwie główne cechy: wielkiej niestałości i szczególnie znacznej zawartości ruchu. Jedną z niedawno stwierdzonych osobliwości azotu jest to, iż łącząc się z innymi pierwiastkami, pochłania on ciepło, zamiast wydzielać je z siebie. To znaczy, iż wnosząc ze sobą do płynu lub ciała stałego, z jakiem się łączy, ową ilość ruchu, która utrzymywała go w stanie lotnym, otrzymuje on jeszcze ruch jakiś dodatkowy; kiedy zaś drugi pierwiastek, z którym się on łączy, jest również lotnym, wówczas właściwy mu ruch odbywa się również w nowopowstałym związku. Otóż te związki azotowe odznaczają się wyjątkową nietrwałością i większa ich cześć rozkłada się niezwykle gwałtownie. Wszystkie nasze materie wybuchowe są azotowymi—najbardziej burząca z nich wszystkich—chlorek azotu jest przy tym taka właśnie, jaka zawiera olbrzymią ilość ruchu, właściwego jej dwóm składnikom lotnym, a nadto pewna jeszcze nową ilość ruchu.
Rzecz jasna, iż te ogólne prawdy chemiczne są częścią jeszcze bardziej ogólnej zasady fizycznej, obecnie przez nas roztrząsanej. Widzimy z nich, iż to, co się stosuje do skupień zmysłowych (widomych), stosuje się również do skupień, wymykających się zmysłom, zwanych drobinami. Tak samo jak skupienia z nich utworzone, ostateczne te agregaty (drobiny) integrują się mniej albo więcej, stosownie do tego, czy tracą ruch, czy też go nabywają; jak również stosownie do tego, czy zawierają mało, czy też wiele ruchu, odznaczają się mniejszą lub większą podatnością wszelkim drugorzędnym redystrybucjom cząsteczek obok redystrybucji głównej.
§ 102. Wyświetliwszy tedy zasadę ogólną, przypatrzmy się, jak zgodnie z nią ewolucja odpowiednio do warunków bywa albo prostą albo złożoną.
Jeżeli nagrzejemy trochę soli amonu lub innego łatwo ulatniającego się ciała stałego, ujrzymy, iż dezintegruje się ono pod wpływem pochłoniętego ciepła i przechodzi w stan lotny. Kiedy gaz, utworzony w ten sposób, zetknie się z jakąś powierzchnia chłodną, wówczas traci on nadmiar swego ruchu drobinowego i rozpoczyna się jego integracja: substancja przybiera postać kryształów. Jest to przykład ewolucji prostej. Sprawa ześrodkowywania się materii i rozpraszania ruchu nie odbywa się tutaj stopniowo — nie przechodzi przez stadia, zajmujące wielkie okresy; przeciwnie zaś, kiedy ruch, wprawiający substancję w stan lotny, zostanie rozproszonym, materia nagle przechodzi w stan całkowicie stały. Wynikiem tego jest ta okoliczność, iż obok redystrybucji pierwotnej nie odbywa się tutaj żadna dostrzegalna redystrybucja wtórna. W zasadzie to samo stosuje się też do kryształów, osadzających się w rozczynach. Utrata ruchu drobinowego, który do pewnego punktu powstrzymuje drobiny od łączenia się, i w ślad za tym ustalanie się (osadzanie się) substancji, gdy tylko utrata przejdzie poniżej owego punktu—oto co się spostrzega tutaj, tak samo jak w wypadku poprzedzającym. Podobnie też tutaj, jak przedtem, niema okresu przejściowego, podczas którego drobiny byłyby częściowo wolne i wolność tę traciły stopniowo (stan płynny), a tym samem niema tu również żadnych redystrybucji drugorzędnych.
Zauważmy z drugiej strony, co się dzieje wówczas, gdy ześrodkowanie jest powolne. Masa lotna, tracąc swój cieplik i zmniejszając przez to objętość, podlega nie tylko tej zmianie, iż cząsteczki jej zbliżają się do wspólnego ich środka, ale również wielu innym zmianom współczesnym. Wielka ilość zawartego w niej ruchu drobinowego, nadając jej, jak widzielieśmy, wielką ruchliwość molekularną, każdą z jej części czyni wrażliwą na działanie wszelkiej siły zewnętrznej (incident); wskutek tego też części owe obok jednego głównego ruchu, stanowiącego o ich stopniowej integracji, odbywają jeszcze różne inne. Te ruchy drugorzędne, zwane przez nas prądami, są tak ważne i tak wydatne, iż całkowicie podporządkowują sobie ruch pierwiastkowy. Wyobraźmy teraz, iż utrata ruchu drobinowego dosięgła już tego punktu, na jakim stan lotny utrzymać się dłużej nie może i że przeto nastąpiła kondensacja. Części skupione w ich ściśle połączonej postaci wykazują w znacznej mierze też same co i przedtem zjawiska. Ruch drobinowy i towarzysząca mu drobinowa ruchliwość, jakich domyślać się każe stan płynny, ułatwiają ponowny układ cząsteczek. Stąd też obok coraz większego kurczenia się objętości, wynikającego z dalszej utraty ruchu, odbywają się szybkie i wybitne zmiany w stosunkowym układzie cząstek—ukazują się prądy miejscowe, wywołane działaniem słabych sił zakłócających.
Ale teraz przypuśćmy, iż substancja, mająca powstać z danych drobin, nie posiada zdolności owego nagłego integrowania się, jakie nazywamy krystalizacją; zachodzi pytanie, co się w niej dziać będzie pod wpływem dalszego zmniejszania się ruchu drobinowego? Płyn gęstnieje, cząsteczki jego przestają poruszać się z względną łatwością pomiędzy sobą i zmiana miejsca pod wpływem słabych sił zewnętrznych staje się stosunkowo powolną. Stopniowo prądy zatrzymują się, ale masa nie przestaje jeszcze poddawać się zmianom pod działaniem znaczniejszych sił zewnętrznych. Ciążenie np. może ją zginać lub odkształcać, gdy nie jest ona podtrzymywaną, ze wszystkich stron, a nadto można ja z łatwością przekrajać. Jednakże w miarę stygnięcia staje się ona, jak powiadamy, coraz tęższą, to jest coraz mniej zdolną do zmiany stosunkowego położenia cząsteczek. Na koniec gdy dalsza utrata ciepła uczyni ją zupełnie twarda, cząsteczki jej okazują podatność do ponownego układu tylko pod działaniem czynników wyjątkowo gwałtownych.
W szeregu skupień nieorganicznych redystrybucje drugorzędne towarzysza więc redystrybucji pierwiastkowej przez ciąg całego procesu ześrodkowywania, gdy ten odbywa się stopniowo. W stanie lotnym i płynnym redystrybucje wtórne (drugorzędne), jakkolwiek są szybkie i rozległe, nie pozostawiają po sobie śladu, gdyż ruchliwość drobinowa jest wtedy tak wielką, że przeszkadza stałemu układowi cząsteczek, zwanemu budową ciała. Zbliżając się do stanu stałego, wchodzimy w okres tak zwanej plastyczności, w którym redystrybucje (wtórne) mogą się jeszcze odbywać, jakkolwiek już nie tak łatwo, i w którym, będąc już mniej zmienne, odznaczają się one pewną trwałością; trwałość ta wszakże może się stać stanowczą tylko wtedy, gdy dalsze krzepniecie ciała powstrzyma dalszą redystrybucje.
Widzimy tu przede wszystkim, jakimi są te warunki, w których ewolucja zamiast być prostą, staje się złożoną; z drugiej strony widzimy, że przebieg jej może się stawać bardziej złożonym tylko w warunkach bardziej szczególnych, niż te, jakie rozpatrzyliśmy dotąd; z jednej bowiem strony, znaczna ilość redystrybucji drugorzędnych możliwą jest tylko w wypadku wielkiej ilości wewnętrznego ruchu, z drugiej zaś redystrybucje owe mogą się utrwalać tylko wówczas, gdy ruch ten stanie się mniejszym — są to warunki przeciwne sobie, które zdają się zapobiegać temu, aby redystrybucja wtórna utrwalała się na wielką skalę.
§ 103. Teraz jesteśmy już w stanie dopatrzeć się, w jaki sposób owe sprzeczne na pozór warunki ze sobą się godzą i jak dzięki takiemu pojednaniu możliwymi się stają olbrzymie a trwałe redystrybucje wtórne. Zrozumiemy szczególna osobliwość skupień, zwanych organicznymi, gdzie ewolucja staje się tak bardzo złożoną, i zobaczymy, iż osobliwość ta polega na łączeniu się materii w takiej postaci, w jakiej zawiera ona w sobie olbrzymia ilość ruchu, a jednocześnie przedstawia wielki stopień ześrodkowania.
Istotnie, pomimo swego stanu na wpół stałego, materia organiczna zawiera w sobie ruch drobinowy, który staje się w niej utajonym, dzięki wszystkim powyżej roztrząsanym sposobom. Zaznaczamy tu niektóre z jej cech składowych.
Trzy z pomiędzy czterech głównych jej pierwiastków są lotnymi i w stanie wolnym gazy te mają w sobie tak wiele ruchu drobinowego, iż nie dają się skroplić [Dzisiaj powiedzieć by należało: skraplają się z wielką trudnością – tłum.]. Stąd też, ponieważ cechy pierwiastków, jakkolwiek ukryte, nie mogą bezwzględnie zniknąć, w związkach, należy stąd wnosić, iż cząsteczka proteiny zawiera wielki stosunkowo zasób ruchu w małej przestrzeni. Skoro zaś kilka równoważników tych pierwiastków lotnych łączy się w jednej takiej drobinie proteinowej, to musi w niej ukazywać się wielka ilość względnego ruchu, zwiększająca ten zasób, jaki posiadały już pojedyncze atomy. Co więcej, osobliwością materii ustrojowej jest to, iż drobiny jej skupiają się podług koloidalnego, nie zaś krystalicznego układu, tworząc, jak się przypuszcza, grona gronek, poruszające się względem siebie. Tutaj więc widzimy jeszcze jeden sposób utajania ruchu drobinowego.
Nadto jeszcze te ciała złożone, z których zbudowanymi są najistotniejsze części ustroju, należą do azotowych, widzieliśmy zaś przed chwilą, iż osobliwość takich związków stanowi to, że zamiast wydzielać ciepło przy wytwarzaniu się swym, pochłaniają je. Do całego więc ruchu drobinowego, jakim odznaczał się już sam przez się azot lotny, dołącza się tu nowa jego ilość, wszystko zaś to ześrodkowuje się w stałej proteinie. Skupienia organiczne cechują się nadto bardzo pospolicie tym, iż mają bardzo wiele wolnego ruchu, zwanego przez nas ciepłem. Jakkolwiek w wielu razach ilość tego zawartego w nich niewidomego ruchu jest nieznaczną, to jednak w innych wypadkach ciała organiczne stale odznaczają się temperaturą znacznie wyższą, niż ich otoczenie. Dodajmy nadto, że jeszcze większa ilość ruchu zawiera się w wodzie, przenikającej materię organiczną. Jest to ten ruch, który nadaje wodzie cechującą ją wielką ruchliwość drobinową, dodaje też ruchliwości drobinom, częściowo w niej zawieszonym, i utrzymuje ciało w stanie plastycznym, tak bardzo ułatwiającym ponowne układy cząsteczek (redystrybucję.)
Z kilku założeń powyższych nie można powziąć jeszcze należytego wyobrażenia o tym, jak dalece ciała ustrojowe różnią się od innych ciał, mających podobną zewnętrznie postać skupienia. Jednakże pewne przybliżone pojęcie osiągnie się wtedy, gdy się przeciwstawi objętość ciała organicznego—tej objętości, jaką zajmowałyby jej składniki w stanie wolnym. Obecny stan wiedzy nie pozwala tu na porównanie całkiem ścisłe. Jakiego rozszerzenia objętości domagałyby się składniki związku azotowego, rozłączając się bez udziału ruchów zewnętrznych—jest to pytanie zbyt zawiłe, aby można było na nie odpowiedzieć. Lecz względnie do składników tego ciała, które tworzy około 4/5 całkowitej wagi zwykłego zwierzęcia, t. j. względnie do składników wody, odpowiedź może już być dość określoną. Gdyby tlen i wodór, wchodzące w skład wody, postradały swe powinowactwo i gdyby nie dodawano im żadnego ruchu oprócz tego, jaki zawiera się w samej wodzie—w temperaturze krwi, wówczas pierwiastki te zajęłyby objętość 20 razy większą niż woda [Dostarczenie tych danych zawdzięcza autor doktorowi Franklandowi, który zechciał dokonać tych obliczeń dla niego].
Czy proteina w warunkach podobnych zajęłaby mniejszą czy też większą przestrzeń—zagadnienie to musi pozostać otwarte, lecz pamiętając o lotności trzech z pomiędzy czterech głównych jej składników, przywodząc sobie na myśl wspominaną wyżej szczególną cechę związków azotowych, przypominając wielką ilość ich drobin i ich koloidalna postać, możemy wywnioskować, iż rozszerzenie się ciała proteinowego byłoby wielkie. Nie będziemy przeto dalekimi od prawdy, mówiąc, że gdyby pierwiastki składowe ciała ludzkiego rozłączyły się nagle, byłyby zajęły przestrzeń jakie 20 razy większą niż zajmują obecnie: rozproszenie się takie byłoby nieuchronnym na wielkiej przestrzeni z powodu ruchu ich atomów. Tak więc istotną charakterystykę żyjącej materii organicznej stanowi to, iż łączy ona w sobie wielką ilość ruchu utajonego i taką siłę spójności (cząstek), jaka pozwala jej na czasową stałość układu.
§ 104. Z porównania skupień organicznych pomiędzy sobą osiągnąć możemy dalsze dowody tego, iż możliwość redystrybucji wtórnych zależy od pojednania tych ścierających się ze sobą warunków. Nie tylko spostrzeżemy bowiem, iż skupienia organiczne różnią się od innych tak ilością ruchu jak i natężeniem ponownego układu cząsteczek, towarzyszącego stopniowej ich integracji, ale nadto spostrzeżemy, iż pomiędzy [skupieniami organicznymi różnym ilościom zawartego w nich ruchu towarzyszy różne natężenie redystrybucja. Przeciwieństwa pomiędzy organizmami pod względem składu chemicznego mogą najpierw ej służyć nam tu za przykład. Zwierzęta różnią się od roślin o wiele większą zawiłością budowy, jak również daleko znaczniejszą szybkością zmian tejże budowy; jednocześnie też, w porównaniu z roślinami, zwierzęta odznaczają się znacznie większą zawartością stosunkową owych wysoce złożonych drobin azotowych, mających w sobie tak wiele ruchu utajonego. Co więcej, te same przeciwieństwa spostrzegamy też pomiędzy rozmaitymi częściami każdego zwierzęcia. Jakkolwiek pewne części azotowe, np. chrząstki są bezwładnymi, to jednak częściami, w których redystrybucje wtórne odbywały się i odbywają w sposób najbardziej ożywiony, są właśnie te, w których przeważają drobiny najbardziej złożone; takie zaś części, jak np. warstwy tłuszczowe, składające się z drobin stosunkowo prostych, maja budowę mało złożoną i są siedliskiem nieznacznych zmian.
Jasnym dowodem tego, że trwanie redystrybucji wtórnych, tak wyraźnie cechujących skupienia organiczne, zależy od ruchu cząsteczek wody, przenikającej owe skupienia, jak również dowodem tego, że, wobec innych warunków równych, istnieje prosty stosunek pomiędzy natężeniem redystrybucji i ilością zawartej w organizmie wody, mogą być fakty trzech grup następujących.
Powszechnie znanym jest zjawisko, iż zmiany kształtujące roślinę ustają, gdy się ją pozbawi wody: redystrybucja pierwiastkowa wówczas trwa jeszcze; roślina schnie, kurczy się, czyli staje się bardziej zintegrowaną, ale redystrybucje wtórne ustają. Mniej znanym, niemniej jednak pewnym jest fakt, iż to samo zdarza się w organizmie zwierząt i, jak należało oczekiwać, zdarza się po mniejszym stosunkowo uszczupleniu zapasu wody. Niektóre ze zwierząt niższych dostarczają nam licznych tego dowodów. Rotifera można uczynić na pozór martwymi przez suszenie ich, a jednak odżywają one, gdy się je zwilży. Gdy rzeki afrykańskie w których przemieszkuje Lepidosiren wyschną, zwierzę pozostaje w stanie odrętwienia w stwardniałym mule, aż do czasu gdy dżdżysta pora roku sprowadzi wodę. Humboldt zaznacza, iż podczas suszy letniej aligatory pampasów leżą na wpół żywe i pognębione pod wapnistą powierzchnią gruntu, spod której wydostają się, jak tylko powraca wilgoć. Dzieje każdego organizmu podobnej też dostarczają nauki. Młoda roślina, zaledwie wystrzelająca ponad ziemię, jest daleko bardziej soczysta, niż roślina dojrzała, zaś natężenie odbywających się w niej przeobrażeń jest stosunkowo większe. W tej części jajka, w której odbywa się proces kształtujący przez ciąg wcześniejszych okresów wylęgania, zmiany w układzie cząsteczek są szybsze, niż te, jakie się dokonują w równej części ciała kurczęcia wyklutego. Podatność do zmian budowy w dziecięciu większą jest, niż w człowieku dojrzałym, o ile wnosić można z ich stosunkowych zdolności nabywania nałogów i popędów; podatność zaś taka w człowieku dojrzałym większą jest, niż w starcu, a różnicy tej towarzyszy odpowiednia różnica ścisłości tkanek, gdyż zawartość wody względnie do materii stałej zmniejsza się z wiekiem.
Na koniec stosunek taki powtarza się w przeciwieństwach pomiędzy dwiema częściami danego ustroju. W drzewach szybkie zmiany budowy odbywają się w końcach korzeni, gdzie zawartość wody względnie do materii stałej jest bardzo wielką; gdy tymczasem w ścisłej i prawie suchej substancji pnia zmiany są bardzo powolne. Podobnie też wśród zwierząt spostrzegamy przeciwieństwo pomiędzy znaczną ilością zmian, odbywających się w substancji pulchnej, jak np. mózg, a małą ich ilością, jaka widzimy w suchych i nieunaczynionych tkankach, tworzących np. włosy, paznokcie, kopyta i t. p.
Inne grupy faktów w sposób również niepozostawiający wątpliwości świadczą, że ilość redystrybucji wtórnej w danym organizmie zmienia się, ceteris paribus, odpowiednio do ilości utajonego ruchu, zwanego przez nas ciepłem. W dowodzeniu tej prawdy jednoczą się zarówno przeciwieństwa pomiędzy rozmaitymi ustrojami i różne stany tego samego ustroju.
Mówiąc ogólnie, złożoność budowy i stosunek jej zmian mniejszymi są w królestwie roślinnym, niż w zwierzęcym, a ciepło roślin, mówiąc również ogólnie, mniejszym jest, niż ciepło zwierząt. Porównanie kilku oddziałów królestwa zwierzęcego wykrywa pomiędzy nimi stosunki podobne. Zwierzęta kręgowe w ogóle posiadają temperaturę wyższą, niż bezkręgowe; jakoż w całości swej są one wyższymi pod względem działalności i złożoności ustrojowej. Pomiędzy poddziałami kręgowców również podobne różnice drgań drobinowych towarzyszą podobnym różnicom stopnia ewolucji. Najmniej złożonymi z pomiędzy kręgowców są ryby; większości też wypadków temperatura ich jest prawie taką samą, jak temperatura otaczającej je wody. Niektóre tylko z pomiędzy nich są stanowczo cieplejsze. Jakkolwiek o płazach wyrażamy się zawsze, jako o zimnokrwistych, i jakkolwiek one nie o wiele więcej od ryb posiadają zdolności utrzymywania temperatury wyższej, niż temperatura środowiska, to jednak, ponieważ środowisko to (a bywa nim w większości wypadków powietrze krajów cieplejszych) jest w ogóle cieplejsze, niż środowisko, zamieszkiwane przez ryby, temperatura klasy płazów wyższą jest, niż temperatura ryb; widzimy też w nich większą złożoność budowy. O wiele bardziej ożywione ruchy drobinowe w ssących i ptakach łączą się z pewną, znacznie większą wielopostaciowością, ich budowy i o wiele większą ich żywotnością.
Ale najbardziej pouczającym przykładem są, przeciwieństwa, zdarzające się w tym samem skupieniu organicznym pod wpływem różnych temperatur. Roślina podlega zmianom budowy, których natężenie zmienia się wraz z temperaturą. Jakkolwiek tym czynnikiem, który wywołuje zmiany drobinowe, powodujące wzrost, jest światło, to jednak widzimy, iż zmiany takie w braku ciepła nie odbywają się wcale; w zimie mamy dość światła; ponieważ jednak zasób ciepła jest wówczas niewystarczającym—życie rośliny pozostaje w zawieszeniu. Że taka jest jedynie przyczyna owego zawieszenia, dowodzi fakt, iż w tej samej porze roku rośliny, przechowywane w cieplarniach, gdzie otrzymują nawet mniej światła, wytwarzają, liście i kwiaty. Widzimy nadto, że nasiona ich, dla których światło jest nie tylko nieużyteczne, lecz wprost szkodliwe, poczynają kiełkować jedynie wtedy, gdy powrót cieplejszej pory roku zwiększy natężenie ruchów drobinowych. Podobnie też jajka zwierząt, podlegające zmianom, które wytwarzają ich budowę, utrzymywane być muszą, w środku mniej lub więcej ciepłym; w braku pewnego zasobu ruchu międzycząsteczkowego ponowny układ ich części nie odbywa się wcale. Zwierzęta, podpadające snom zimowym, dostarczają również dowodu, iż posunięta daleko utrata ciepła niezmiernie opóźnia sprawę przeobrażeń. W zwierzętach, które snu zimowego nie znają, jak również w człowieku, długotrwałe działanie silnego chłodu wywołuje niepokonaną skłonność do snu (który każe domyślać się obniżenia zmian w czynnościach i budowie); kiedy zaś utrata ciepła trwa dalej, sen kończy się śmiercią, czyli powstrzymaniem owych zmian.
Mamy więc tutaj nagromadzenie dowodów tak ogólnych, jak szczególnych. Skupienia żywe cechują się podobnymi faktami, t. j że podczas integracji podlegają one wybitnym zmianom wtórnym, jakim inne skupienia w podobnym zakresie nie ulegają, i że zawierają one (przypuszczając objętości równe) nieskończenie większe ilości ruchu, który staje się utajonym rozmaitymi sposoby.
§ 105. Rozdział ostatni zakończyliśmy uwagą, że ewolucja, będąc zawsze integracją materii i rozpraszaniem ruchu, w wielu wypadkach jest jeszcze czymś więcej; na początku zaś obecnego rozdziału wyszczególniliśmy pokrótce warunki, w jakich ewolucja jest tylko integracyjną, czyli pozostaje prostą, oraz warunki, w jakich jest ona czymś więcej niż integracją, czyli staje się złożoną. Uwydatniając to przeciwieństwo pomiędzy ewolucją prostą i złożoną, oraz wyjaśniając, w jaki sposób przeciwieństwo to powstaje, powzięliśmy pewne niejasne wyobrażenie o ewolucji w ogóle. Niechybnie musieliśmy poniekąd zawadzić o sprawę dokładnego roztrząsania ewolucji, do jakiego przystąpimy obecnie.
Nie mamy powodu żałować tego. Przedwstępne pojmowanie rzeczy, nieokreślone, lecz ogarniające ja sobą, zawsze jest pożytecznym, jako wstęp do pojmowania dokładnego i, jako takie, staje się nawet niezbędne. Idei złożonej niepodobna udzielić komuś bezpośrednio, podając jedną po drugiej jej części składowe w ich wykończonej postaci; jeżeli bowiem żaden zarys owej idei nie istnieje w umyśle tego, który ją otrzymuje, to części jej składowe nie skojarzą się w sposób właściwy. Skojarzenie takie odbyć się może tylko wówczas, gdy słuchacz odkryje sam, w jaki sposób należy uporządkować części składowe idei. Wielkiej pracy takiego skojarzenia można byłoby uniknąć, gdyby się posiadało jakieś ogólne, bodajby niejasne pojęcie rzeczy przed rozpoczęciem ścisłego i szczegółowego ich określania.
Tak więc wszystko to, czego czytelnik zdołał przypadkowo dowiedzieć się o przyrodzie ewolucji z rozdziałów poprzedzających, może on z korzyścią zużytkować, jako gruby zarys, dopomagający mu do pochwycenia stosunków pomiędzy wieloma częściami rozległego obrazu, jaki się przed nim roztacza. Ustawicznie będzie on miał w pamięci, iż całe dzieje wszelkiego zmysłowego istnienia zawierają się w jego ewolucji i dysolucji, z pomiędzy których sprawy ostatniej obecnie roztrząsać nie będziemy. Przypomni on sobie, iż jakąkolwiek postać ewolucji rozważać będziemy w danej chwili, w zasadzie należy zapatrywać się na nią zawsze, jako na integrację materii i rozpraszanie ruchu, którym to zjawiskom mogą, towarzyszyć przypadkiem i towarzyszą zwykle inne przeobrażenia materii i ruchu. Na koniec, zawsze będzie się on spodziewał znaleźć, iż redystrybucja pierwiastkowa kończy się wytwarzaniem skupień—prostych, gdy ona jest szybką, lecz stających się złożonymi, w miarę jak powolny jej przebieg pozwala nagromadzać się skutkom redystrybucji wtórnych.
§ 106. Bardzo trudno śledzić przeobrażenia tak rozległe, tak rozmaite i pogmatwane, jak te, które badać zaczniemy obecnie. Nie tylko potrzeba tu będzie mieć do czynienia ze zjawiskami konkretnymi wszelkiego porządku, ale nadto z każdą grupą zjawisk pod rozmaitymi ich postaciami; żadnej zaś z tych postaci niepodobna będzie zrozumieć dokładnie w odosobnieniu od pozostałych i żadnej nie można będzie badać jednocześnie z nimi. Widzieliśmy już, iż w ciągu ewolucji odbywają się razem dwie wielkie grupy zmian; teraz zobaczymy, iż druga z owych dwóch grup jeszcze da się podzielić. Jakkolwiek poplątanymi ze sobą są wszystkie owe zmiany, to jednak wyjaśnienie jednej z ich klas lub jednego z porządków każe przypuszczać pośrednie lub bezpośrednie odwoływanie się do grup innych, jeszcze niewyjaśnionych. Musimy wiec jako tako radzić sobie w tym trudnym położeniu.
Najodpowiedniej będzie, gdy poświecimy rozdział następny szczegółowemu wyjaśnieniu ewolucji w jej postaci pierwiastkowej, uznając przy tym milcząco postacie jej drugorzędne o tyle tylko, o ile wymagać tego będzie nasz wykład.
Dwa rozdziały dalsze, poświęcone wyłącznie redystrybucjom wtórnym, z wyjątkiem tylko wypadków nieuniknionych, nie będą wcale odwoływać się do redystrybucji pierwiastkowej, każdy z nich bowiem również ograniczać się będzie tylko do jakiegoś szczególnego rysu redystrybucji wtórnych. W rozdziale zaś jeszcze dalszym przedstawimy trzecia i jeszcze bardziej wyrazistą cechę tychże redystrybucji.