 |
 |
 |
 |
III. о ФИЗИЧЕСКИХ ЛИНИЯХ МАГНИТНОЙ СИЛЫ 59
последнего. К телу а может быть приложена новая сила тяготения, но она ни в какой мере не изменит величины силы, с которой оно действует на тело Ь. Мы не имеем доказательств тому, что время играет какую-либо роль в распространении этой силы, каково бы ни было расстояние между действующими телами ~ будет ли оно равным расстоянию между Солнцем и Землей или расстоянию от одной звезды до другой. Мы едва ли сможем представить себе эту силу как принадлежащую одной частице, ибо мы постигаем ее только тогда, когда имеется две частицы или более. Создавая представление об этой силе, мы не замечаем никакой разницы в характере сил, исходящих от различных частиц: все силы одного и того же рода равны, взаимны и подобны. В случае тяготения нет таких действий, которые приводили бы нас к представлению о существовании независимой или физической линии силы, и, насколько нам теперь известно, линия тяготения является просто воображаемой линией, представляющей направление, в котором действует сила.
Рассмотрим солнце в отношении другой силы, с которой оно воздействует на землю, а именно-его световой или тепловой силы. В этом случае лучи (которые являются линиями силы) проходят через промежуточное пространство, и мы можем воздействовать на эти линии посредством различных сред на их пути. Мы можем изменить их направление путем отражения или преломления. Мы можем заставить их пойти по кривой или под углом. Мы можем пресечь эти лучи в их источнике, а затем отыскать их и обнаружить, прежде чем они достигнут своего объекта. Они связаны со временем; для того, чтобы они прошли от солнца до земли, требуется 8 минут; таким образом, они могут существовать независимо как от их источника, так и от их конечной точки приложения [final home], и они действительно имеют явно отличимое физическое существование. В этом отношении они находятся в резком контрасте с линиями силы тяготения, равно как и в отношении условий их действия в конечных точках. Два тела, связанные линией тяготения, подобны в своих действиях во всех отношениях, и таким образом линия, соединяющая их, одинакова в обоих направлениях. Два тела, находящиеся на начальной и конечной точках луча, совершенно не похожи в своих действиях; одно является источником, а другое-поглотителем линии, и сама линия имеет характер потока, текущего в одном направлении. В этих двух случаях-тяготения и излучения-непосредственно выявляется разница между абстрактной и физической линией силы.
Обращаясь к статическому электричеству, мы обнаруживаем здесь притяжения (и другие действия) на расстоянии, как и в предыдущих случаях. Но когда мы сравним эти притяжения с притяжениями, обусловленными тяготением, нам представятся поразительные различия между ними, которые ведут непосредственно к вопросу о существовании здесь физической линии силы. Прежде всего, когда мы исследуем тела, связанные линиями притяжения, т. е. .находящиеся в их конечных точках, мы, как раньше, находим эти тела взаимно в равной мере участвующими в этом действии. Но оба тела не подобны друг другу. Напротив, хотя каждое из них обладает силой, которая, вообще говоря, имеет одну и ту же природу, все же они столь различны, что их действия на третье тело, находящееся в состоянии, подобном одному из них, полностью противоположны- что одно тело притягивает, другое-отталкивает. Таким образом, сила оказывается проявлением действия, обладающего двойственными и противоположными свойствами. У всех таких двойственных сил притяжение не может иметь места, пока не будет в наличии обоих свойств
СИЛЫ, противостоящих друг другу по линии ее действия. Другим существенным ограничением является то, что эти два свойства должны быть точно равны по величине, не только для того, чтобы осуществить притяжение, но и во всех прочих отношениях, ибо невозможно добиться такого положения, чтобы имелось налицо или действовало большее количество электричества одного рода, нежели другого. Следующее ограничение заключается в том, что они должны быть в физической связи одно с другим; когда положительно и отрицательно наэлектризованные поверхности гак связаны, мы можем разорвать эту связь не иначе, как путем переноса сил этих поверхностей на равные количества противоположных сил, находящихся где-либо в другом месте. Следующим ограничением является то, что сила имеет вполне определенную величину. Если шарик а заряжен 10 еди}1ицами положительного электричества, то он может действовать с этой силой на другой шарик Ь, заряженный 10 единицами отрицательного электричества. Но если 5 единиц из его силы будут связаны третьим шариком с, заряженным отрицательным электричеством, то он сможет действовать только 5 единицами силы на шарик а, и этот шарик должен где-то найти или выделить 5 единиц положительтюго электричества. Это совершенно не похоже на то, что имеет место с тяготением, силой, которая ничем не проявляет двойственность в своем характере. Наконец, электрическая сила действует по кривьш линиям. Если шарик наэлектризовать положительно и изолировать в воздухе, а круглую металлическую пластинку поместить на расстоянии 13-15 дюймов против шарика и не изолировать ее, то последняя окажется по необходимости, как указано выше, в отрицательном состоянии. Но она будет отрицательно заряженной не только со стороны, обращенной к шарику, но также и с противоположной или внешней стороны, что может быть обнаружено пробным шариком или полоской из золотой или серебряной фольги, подвешенной против внешней стороны металлической пластины. Но сила, действующая на эту поверхность, не проходит через неизолированную пластинку, потому что тончайший золотой лист способен уничтожить индуктивное действие; эта сила обходит вокруг краев поверхности, т. е. действует по кривым линиям. Все это указывает на существование физических линий электрической силы: совершенно определенное соотношение между положительной и отрицательной поверхностями, их зависимость друг от друга, контрастирующая с известной нам подвижностью этих сил, не допускают другого заключения. Действие, передающееся и по кривым линиям, должно зависеть от физической линии силы. Имеется также третья характерная черта этой силы, ведущая к тому же самому заключению, а именно воздействие на силу со стороны сред, обладающих различной удельной индуктивной емкостью.
Когда мы переходим к динамическому электричеству, очевидность существования Лизических линий силы становится еще более наглядной. Вольтова батарея, если соединить ее полюсы проводящей средой, дает то, что выразительно названо током силы, идущим по цепи, но этот ток является осью действия, обладающего равными и противоположными силами в противоположных направлениях. Он состоит из линий силы, которые сжимаются или расширяются, в соответствии с поперечником проводника, причем с изменением формы проводника меняется и направление линий.Эти линии находятся в каждой части проводника и могут быть выведены в любом месте по каналам, должным образом подготовленным для этой цели. И никто не сомневается в том, что они являются физическими ЛИНИЯЛ1И силы.
Наконец, о магните, который является основным предметом нашего рассуждения. Магнит представляет систему сил, правильную самое по себе и могущую поэтому существовать в силу ее внутренних взаимных соотношений. Она имеет двойственный и противоположный характер по отношению как к статическому, так и к динамическому электричеству. Это проявляется в том, что называется полярностью магнита, т. е. в противоположных силах одного рода, действующих на концах магнита. Установлено, что эти силы являются абсолютно равными друг другу; величина одной из них ни в какой степени не может быть изменена без равного изменения другой, причем это остается в силе не только по отношению к полярностям одного магнита,но и к полярностям других магнигов. Полюсы, или север и юг магнита, не только находятся в связи друг с другом через самый магнит или внутри него, но они связаны также снаружи с противоположными полюсами наподобие статической электрической индукции; иначе они не могут существовать. Эта внешняя связь предполагает и требует в точности равного количества новых противоположных полярностей, с которыми связываются полюсы магнита. Так, если сила магнита а связана с силой другого магнита Ь, то она не может действовать на третий магнит с, не будучи взята от b в количестве, пропорциональном ее действию на с. Посредством движущейся проволоки существование линий магнитной силы обнаруживается как внутри, так и вне магнита. Точно так же обнаруживается, что эти линии являются замкнутыми кривыми, проходящими часть своего пути через магнит, причем число этих линий внутри магнита в его экваториальном сечении точно равно числу линий в любом сечении, включающем все линии вне магнита. На линии силы, проходящие вне магнита, можно воздействовать различными средами, помещаемыми на их пути. Никаким путем нельзя получить магнит, имеющий магнетизм только одного рода, или получить хотя бы ничтожное превышение северного или южного магнетизма над другим. Если полярности магнита не связываются внешне с силами других магнитов, то они связываются друг с другом, т. е. северный и южный магнетизм изолированного магнита связываются снаружи и поддерживают •друг друга.
Все эти факты и многие другие указывают на существование физических линий силы как вне, так и внутри магнита. Они существуют в виде кривых линий, как и в виде прямых, ибо если мы представим себе прямой изолированный магнитный стержень, или специально-круглый стальной диск, правильно намагниченный таким образом, что его магнитная ось совпадает с одним из диаметров, то, очевидно, что извне полюсы должны быть связаны друг с другом кривыми линиями силы, так как никакая прямая линия не можег в одно и то же время касаться двух точек на диске, имеющих северный и южный магнетизм. Кривые линии силы могут, я думаю, быть лишь физическими линиями.
Явления, которые происходят при движении проволоки, подтверждают то же самое заключение. Если проволока движется поперек линий силы, то через нее проходит или стремится пройти электрический ток, причем никакого тока не будет, прежде чем проволока не начнет двигаться. Когда проволока в покое, в ней нет тока, а когда она движется, то нет необходимости в том, чтобы она проходила в тех местах, где магнитная сила больше или меньше. Она может проходить и по такому пути, на котором магнитная игла не испытает никаких магнитных действий, т. е. для иглы будет совершенно безразлично, двигалась лл она и пи оставалась в покое. Можно так провести опыт, чтобы проволока, нахо-
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156