 |
 |
 |
 |
" Е. Т. Whittaker. А History of the Theories of Aether and Electricity (Dublin, 1910).
Из сказанного, конечно, ясно, что в этой теории к имеет только указанный смысл - отношения электромагнитных и электростатических единиц. Эта теория не дает никакого основания или даже больше - в ней абсолютно нет места для сопоставления значения v со скоростью света.
В теории Вебера возникают затруднения, на которые обратили внимание уже при ее возникновении. Теперь мы знаем, что она, как и теория Неймана, принципиально несовместима с большим классом электрических Явлений, правда, в то время еще не известных. Но для развития учения об электричестве обе эти теории сыграли огромную роль. К уже сказанному я хочу прибавить следующее: именно на их основе Кирхгоф построил свою знаменитую теорию волнообразного распространения токов вдоль проводов, о которой я уже говорил выше. Взгляды Неймана легли в основу томсоновской теории колебательного разряда конденсаторной цепи. Мы не можем здесь входить в рассмотрение замечательных работ Гельмгольца об электромагнитных явлениях в связи с законом сохранения энергии, работ В. Томсона о магнитной энергии и других. В основе всех этих работ лежит представление о непосредственном -статическом или динамическом-действии на расстоянии, без учета влияния среды, с открыто или молчаливо принимаемыла постулатом о мгновенном распространении электромагнитных действий.
Было бы, однако, неправильно думать, что вопрос о том, как же все-таки распространяется электрическое действие в пространстве между проводниками, не вставал перед исследователями.
В письме к Веберу от 19 марта 1845 года знаменитый математик Гаусс [Gauss] зад1ечает, что он уже давно поставил перед собой задачу - ввести в рассмотрение дополнительно к известным силам, действующим между электрическими зарядами, другие силы, в результате которых электрическое действие меи<ду зарядами распространялось бы с конечной скоростью. Но он решил не публиковать свои исследования прежде, чем ему не удастся указать механизм, при помощи которого такая передача может осуществляться; до сих пор же ему это сделать не удалось.
Гениальный ученик Гаусса - Риман [Riemann] - пытался осуществить это указание. Он действительно написал уравнение для потенциала, совершенно аналогичное лоренцевым уравнениям для запаздывающих потенциалов, т. е. включавшее в себя распространение с конечной скоростью. Но это предложение Римана носило чисто формальный харагаер и не учитывало действия среды. Он сам не сделал из него конкретных- относящихся к конкретным физическим явлениям - выводов. Взгляды Римана не повели к новой теории электродинамических явлений и, пови-димому, не дали толчка для дальнейшего развития электродинамики.
Правильно замечает по этому вопросу Уиттэкер, из чьей чрезвычайно Интересной «Истории эфира» взято большинство приведенных выше исторических данных:
«Успехпришел только после того, как были приняты во внимание свойства промежуточной среды». И этот шаг был сделан Фарадеем и Максвеллом.
Параллельно с несомненно замечательным развитием теории, о которой только что шла речь и которая строилась, как мы видели, под знаком представления о непосредственном мгновенном действии на расстоянии и без учета влияния среды, шли независимые от него, совершенно исключительно плодотворные исследования Фарадея.
Фарадей, являющийся одним из самых крупных, а может быть, и самым крупным физиком-экспериментатором всех времен, принадлежал к той школе экспериментаторов (но существу он, может быть, ее и создал), которые руководствуются при своих исследованиях совершенно конкретными, часто довольно грубыми представлениями о механизме явлений, за исследование которых они берутся. Другой гениальный экспериментатор - Ньютон шел совершенно другим путем. Он - по крайней мере по его собственному уверению -старался не делать гипотез, считал лишним и вредным связывать себя при экспериментальном исследовании какими-нибудь специальными конкретными представлениями о механизме явлений. Другой вопрос - насколько это ему удавалось.
Уже при исследовании открытого им явления индукции Фарадей составил себе представление, которое превратилось у него в подлинное мировоззрение. Магнитные явления сосредоточены в среде, окружающей магнитные тела или проводники, несущие ток. Все пространство пронизывается силовыми магнитными линиями, которые и являются носителями магнитных действий. Таким образом, существовавшему и идущему от Ньютона воззрению на электромагнитные явления как на проявление сил между проводниками или магнитами, действующих между ними без участия среды, Фарадей противопоставил свое представление о среде как собственном носителе электромагнитных явлений. Руководясь этим представлением о роли среды, Фарадей открыл основные законы индукции и дал им на языке силовых линий ту законченную формулировку, которой мы пользуемся и теперь.
В последующие годы Фарадей старается установить тождественность. Тогда еще далеко не общепринятую, различных «сортов» электричества.
В 1833 году Фарадей открыл свои знаменитые электрохимические законы. В 1837 году следует открытие влияния диэлектрика на емкость конденсатора и вводится понятие диэлектрической постоянной (specific inductive capacity). Свое представление о роли среды в магнитных явлениях Фарадей переносит и на электрические. Размышляя о различии между поведением электролита и изолятора, он приходит к понятию электрической поляризации диэлектрика: «Изоляторами,-говорит Фарадей,- могут быть названы такие тела, частицы которых способны сохранять поляризованное состояние, тогда как проводниками являются те тела, частицы которых не могут быть длительно поляризованы». Из рассмотрения явлений в электролитах и диэлектриках Фарадей вынес еще более глубокое убеждение, что во всех случаях дело идет о действии между соседними частицами, и что электрическое действие на расстоянии, т. е. обычная индукция никогда не происходит иначе, как через влияние промежуточной среды. Естественно, конечно, что и в дискуссии электрических явлений Фарадей пользовался представлением об электрических силовых линиях.
Все эти замечательные открытия проистекали из его общих представлений и, в свою очередь, укрепляли его уверенность в правильности последних. Очень часто и много дебатировался и дебатируется вопрос о ценности для прогресса науки такого рода моделей, какие себе строил Фарадей. Известно, что многие выдающиеся физики отрицают их пользу. Конечно, мы не можем останавливаться здесь на этих вопросах даже кратко. Но одно замечание я позволю себе сделать. Даже если признать, как это иногда делают, что такого рода гипотетические модели являются
* Experimental Researches 1338. Настоящ. сборн., стр. 42,
Настоящ. сборн.. стр. 53.
* Настоящ. сбррн., стр. 79l Настоящ. сборн., стр. 205.
* Настоящ. сборн., стр. 195.
В лучшем случае лишь лесами, которые могут и должны быть по окончании постройки убраны без остатка; что сохраняясь они могут явиться скорее препятствием при дальнейших расширениях и перестройках здания, нельзя все же, мне кажется, отрицать того, что, по тем или иным причинам, конкретные, подчас весьма грубые модели сыграли чрезвычайно большую роль в творчестве и Фарадея, и Максвелла, и Томсона, и ряда других замечательных творцов соврел1енной физики. Какие из этого можно сделать выводы - это вопрос другой.
G 1841 по 1845 год здоровье Фарадея не позволило ему продолжать свою замечательную деятельность. Но с 1845 года снова следует ряд блестящих открытий. Я укажу только на открытие вращения плоскости поляризации света в магнитном поле и открытие диамагнетизма.
К 1846 году относится его Л1ел1уар - чисто спекулятивно-теоретический - «Мысли о лучевых колебаниях», очень показательный для взглядов Фарадея. На него ссылается Максвелл в своей «Динамической теории электромагнитного поля» где он прямо говорит, что электромагнитную теорию света предложил Фарадей:
«Концепция распространения поперечных магнитных возмущений с исключением возможности продольных возмущений была отчетливо высказана профессором Фарадеем в его «Мыслях о лучевых колебаниях». Электромагнитная теория света, предложенная им, является по существу той же сайюй, которую я начал развивать в этой статье, за исключением того, что в 1846 году еще не было данных для вычисления скорости распространения».
Совсем иначе отнеслись к мемуару Фарадея современники. Для иллюстрации этого в сборнике помещено письмо Эйри, который категорически возражает против высказанных Фарадеем идей.
Громадное богатство новых фактов, открытых Фарадеем, принесло ему всемирное признание и славу. Но, сличая даты его открытий с указанными выше датами появления основных теоретических мемуаров того времени, мы ясно видим, что идеи Фарадея остались совершенно не использованными. И этому вряд ли можно удивляться. Слишком отлично от всего привычного было физическое мировоззрение Фарадея.
«Фарадею говорили, правда, - говорит Герц* - что при электризации тела в него что-то вносят, но он видел, что возникающие изменения обнаруживаются лишь вне тела, а отнюдь не внутри. Фарадея учили, что силы просто перескакивают через пространство, но он видел, какое большое влияние оказывает на эти силы то вещество, которым заполнено это якобы перепрыгиваемое пространство. Фарадей читал, что электричество существует наверное, но что о его силах спорят, и он видел, однако, насколько осязательно выступают в своих действиях эти силы, в то время как самого электричества он никак не мог обнаружить. И тогда все обернулось в его представлении. Электрические и магнитные силы стали для него существующими, действительными, осязаемыми, а электричество, магнетизм сделались вещами, о существовании которых можно спорить. Силовые линии, как он называл силы, мыслимые самостоятельно, стояли перед его умственным взором в пространстве как состояния последнего, как напряжения, как вихри, как течения, как многое другое - что и сам
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