 |
 |
 |
 |
поперечные волны; одним словом, мы полностью знаем геометрические соотношения этого движения. Сомнение в этих вещах теперь уже невозможно, опровержение этих взглядов для физика немыслимо. Говоря попросту, волновая теория света достоверна и все, что с необходимостью из нее следует, равным образом достоверно. Известно также, чтв все пространство, о котором мы имеем сведения, не является пустым, а заполнено материей, способной передавать волны,-эфиром. Но насколько определенны наши познания о геометрической стороне явлений в этой материи, настолько еще не ясны наши представления о физической природе этих явлений, настолько противоречивы в известной части наши допущения, касающиеся свойств самой этой материи. Сравнивая световые волны со звуковыми, наивно и непосредственно старались рассматривать и трактовать их прежде всего как упругиеволны. Но упругие волнывжидкостяхизвестны лишь в виде продольных волн. Упругие поперечные волны в жидкостях неизвестны и даже невозможны, ибо они противоречат сущности жидкого состояния. Таким образом с неизбежностью пришлось утверждать, что заполняющий пространство эфир ведет себя как твердое тело. Однако, если принять во внимание беспрепятственное движение небесных тел и постараться дать себе отчет в том, почему оно возможно, то вновь не миновать утверждения, что эфир ведет себя как идеальная жидкость. Оба эти утверждения, высказываемыеоднонаряду с другим, воспринимаются нашим разумом как болезненное противоречие, обезображивающее прекрасно построенную Оптику. Не будем его затушевывать. Напротив, обратимся к электри чествуй и может быть исследование электричества поможет нам устранить эту трудность.
Что же такое электричество? Это действительно большой вопрос. Он возбуждает интерес, далеко выходящий за узко научные рамки. Большинство ставящих этот вопрос не сомневается при этом в существовании самого электричества и ожидает некоего описания, некоего перечисления свойств и сил этой чудесной материи. Для физика первым является другой вопрос: существует ли электричество вообще? Можно ли свести электрические явления, подобно всем остальным явлениям к свойствам эфира и весомой материи?Мы весьма далекиот того, чтобы решиться на утверди-, тельный ответ. Электричество, мыслимое вещественным, безусловно играет большую роль в наших представлениях. Дай в современных способах выражаться еще неограниченно господствуют исстари укоренившиеся, всем привычные, ставшие в известной степени дорогими для нас представления о двух притягивающихся и отталкивающихся электричествах, которые одарены своим действием на расстоянии как некоторым духовным свойством. Время, когда складывались эти представления, было временем, когда ньютоновский закон тяготения праздновал свой величайший триумф в небесной механике; представление о непосредственном действии на расстоянии было близким по духу. Электрические и магнитные притяжения следовали тому же закону, что и сила тяготения; чему же удивляться, если верили, что допущением подобного действия на расстоянии можно объяснить явления простейшим образом и свести их к последней познаваемой первопричине. Правда, уже в текущем столетии были открыты взаимодействия между электрическими токами и магнитами, которые бесконечно более разнообразны и в которых движение, время играют столь большую роль. Пришлось увеличить количество действий на расстоянии и лучше подогнать их по форме. Простота, физическая вероятность при этом утрачивались все больше и больше. Их пытались вновь вернуть тем. что искали всеохватывающие простейшие законы, так называемые эле-
вентарные законы. Знаменитый закон Вебера представляет собой важнейшую попытку такого рода. Всем хотелось бы думать, что он правилен как хотелось, чтобы совокупность этих усилий привела к некоторой замкнутой в себе системе, полной научной прелести; кто хоть раз вступал в этот заколдованный круг, оставался в нем пленником. Если при всем том избранный путь вел по ложному следу, то предупреждение могло притти лишь со стороны совершенно свежего ума, который воспринимал бы явления не предвзято, а как бы заново, который вновь исходил бы из того, что он видит, а не из того, что ему говорят, что он читает, чему его учат. Такой ум явился в лице Фарадея. Фарадею говорили, правда, 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, наско.чько 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 существующим, действительным, осязаемым, 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 он не смог бы определить,- но они стояли там, действуя друг на друга, сдвигая и толкая тела туда и сюда, распространяясь и сообщая друг через друга возбуждение от точки к точке. Если бы ему возразили, как может существовать в пустом пространстве какое-либо иное состояние, чем полный покой, то он мог бы ответить: а является ли пространство пустым? Разве уже одно только существование света не вынуждает нас представлять его себе заполненным? Разве эфир, в котором распространяются световые волны, не мог бы быть способен также и к изменениям, которые мы называем электрическими и магнитными силами? Разве не является мыслимым наличие даже некоей связи между этими изменениями и световыми волнами? Разве световые волны не могли бы представлять собой нечто вроде дрожания силовых линий?
Вот как далеко шел Фарадей в своих воззрениях, в своих догадках. Доказать их он не мог. Он ревностно искал доказательств. Исследования, касающиеся связи между светом, магнетизмом, электричеством, были излюбленными в его работе. Прекрасная зависимость, которую он обнаружил, была не тем, что он искал. Он продолжал поиски дальше, и лишь глубокая старость положила конец его усилиям. Среди многих вопросов, которыми он постоянно занимался, вновь и вновь возвращался он к вопросу о том, не требуют ли электрические и магнитные силы времени для своего распространения. Если мы внезапно возбуждаем магнит током, то будет ли его действие ощущаться на больших расстояниях тотчас же ? Или оно коснется сначала ближайших магнитных стрелок, потом более далеких и, наконец, совсем удаленных? Если мы периодически быстро перезаряжаем какое-либо тело, то будет ли сила колебаться на всех расстояниях одновременно? Или колебания будут возникать тем позже, чем больше мы удалимся от тела? Будет ли в последнем случае действие колебания распространяться в виде волны? Существуют ли такие волны? Фарадей не получил никакого ответа на эти вопросы. И все же ответы на них тесней-
1лим образом связаны с его основными представлениями. Если волны электрической силы, свободно разбегающиеся в пространстве вокруг своего источника, существуют, то тем самым они доказывают со всей ясностью самостоятельное существование сил, которые образуют эти волны. То, что эти силы не перескакивают через пространство,а распространяются от точки к точке, нельзя Доказать лучше, чем фактически проследив их распространение от одного мгновения к другому. Равным образом возможен ответ и на поставленные выше вопросы. В действительности к этим вещам можно подойти путем весьма простых опытов. Если бы Фарадею было дано отыскать дорогу к этим опытам, то его воззрения сразу же получили бы господство. Связь света и электричества выступила бы тогда с самого начала так ясно, что не могла бы сама не броситься в глаза, даже менее зоркие, чем его.
Однако науке не был уготован такой легкий и быстрый путь. Опыты не давали пока что никаких указаний, дай теория была поначалу далека от того, чтобы войти в круг фарадеевских идей. Утверждение о том, что электрические силы могут существовать независимо от своих зарядов, находилось в прямом противоречии с господствовавшими теориями электричества. Равным образом, господствующая оптика решительно не допускала мысли о том, что световые волны могли бы иметь и другую природу, чем упругие волны. Всякая попытка подробней рассмотреть какое-либо мз этих двух утверждений должна была выглядеть почти как праздная спекуляция. Насколько же должен удивлять нас поэтому счастливый ум человека, который сумел так связать друг с другом два эти предположения, еще столь далекие от подтверждения сами по себе, что они стали опорой друг для друга и что результатом явилась теория, правдоподобность которой нельзя было сразу же отрицать. Человек, о котором я говорю, был англичанин Максвелл. Его работа, опубликованная в 1865 году, известна под названием электромагнитной теории света. Нельзя, изучать эту чудесную теорию без того, чтобы порою не возникало ощущения, что математическим формулам присущи самостоятельная жизнь и собственный разум, что они умнее нас, умнее даже открывшего их, что они дают больше, чем в них было ранее вложено. Последнее вовсе не невозможно. Может случиться, что формулы верны в области гораздо более широкой, чем то, что мог твердо знать открывший их. Разумеется, нельзя найти такие верные и широко охватывающие формулы, если самым острым взором не подмечать малейшего указания действительности, приоткрываемого нам природой. Какому указанию главным образом следовал Максвелл- является дело.м специалистов. Это указание бросалось в глаза также другим исследователям и оно принималось этими исследователями - Рима-ном и Лоренцом,- побуждая и их к теоретическим, но не столь же счастливым изысканиям. Дело было в следующем. Движущееся электричество порождает магнитные силы, а движущийся магнетизм-электрические, но эти действия становятся заметными лишь при очень больших скоростях. Таким образо.м, в соотношения, связывающие электричество и магнетизм, входят скорости, а константа, которая управляет этими соотношениями и неизменно в них присутствует, также является скоростью, исключительно большой по величине. Она была различными путями определена, впервые Вебером и Кольраушем, из чисто электрических опытов и, насколько вообще позволяли выяснить эти трудные опыты, оказалась равной другой важной скорости - скорости света. Это могло быть случайным совпадением, но молодому последователю Фарадея оно таковым не показалось. Для него это было следствием того,.что электрические силы и, свет пере-
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