 |
 |
 |
 |
Если теория справедлива, эти уравнения (2) должны совпадать с непосредственно наблюдаемым экспериментальным законом.
Таким образом для того, чтобы механическое объяснение явления было возможно, должны быть найдены две функции U и Т, из которых первая зависит только от параметров д, а вторая - от этих параметров и их производных, причем Г должна быть однородной и иметь вторую степень относительно этих производных, а выведенные из опыта дифе-ренциальные уравнения должны выражаться в форме (2). Обратное также верно: во всех случаях, когда могут быть найдены такие две функции и к Т, можно быть уверенными, что явление допускает механическое объяснение.
Действительно, пусть эти функции будут U {д, д, ..., д„) и
т(д„ д,, -... дп, д, д„ д„) или, проще, и(д,,), т д„).
Что нужно сделать для того, чтобы получить полное объяснение? Остается найти р констант т,, т, . - -, яг,, и Зр функций от д:
«Ргд,дп). 4гд2, > Чп), 6,д,
(/=1, 2,...р),
или более кратко:
которые можно рассматривать соответственно как массы и как координаты р молекул системы:
Xi = (fi, yi-=i, Zi = bi.
Для этого функции должны удовлетворять следующему условию: должно выполняться тождественно
Т (gk, 9t) = 2 " " + У + = 2 2 f + +
Так как число р может быть выбрано произвольно большим, этому условию всегда можно удовлетворить и притом неограниченным числом способов.
Таким образом, если функции U{g,) и Г(§, д, существуют, то можно найти бесконечное множество механических объяснений данного явления. Итак:
Если явление допускает какое-либо одно полное механическое объяснение, то оно допускает и бесконечное число других механических объяснений, которые в равной мере будут удовлетворительны в отношении всех особенностей, выявленных на опыте.
Сказанное находит себе подтверждение в истории всех областей физики. В оптике, например, Френель считает, что колебания происходят перпендикулярно к плоскости поляризации, тогда как Нейман полагает, что они параллельны этой плоскости. Долгое время искали «experimentum crucis», который позволил бы сделать выбор между этими двумя теориями, но так и не смогли его найти.
XXI. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И ОПТИКА. ВВЕДЕНИЕ 225
Подобным же образом мы можем констатировать, что в области электричества все наблюдаемые законы электростатики одинаково удовлетворительно объясняются как теорией одного, так и теорией двух флюидов.
Все эти факты вполне разъясняются свойствами уравнений Лагранжа, на которых я останавливался выше.
Нетрудно понять теперь, в чем состоит основная идея Максвелла.
Для того чтобы доказать возможность механического объяснения электрических явлений, нет необходимости искать самое объяснение; для этого достаточно знать выражения двух функций Т и U, представляющих собой две частш энергии; составить с помощью этих двух функций уравнения Лагранжа и затем сравнить эти уравнения с экспериментальными законами.
Но как произвести выбор из всех воз.можных механических объяснений в том случае, когда помощь опыта не является для этого достаточной? Возможно, что наступит время, когда физики перестанут интересоваться подобными вопросами, недоступны.ади для позитивных методов, и предоставят их рассмотрение метафизикам. Однако время это еще не наступило, человек не так легко отказывается от попыгок познать природу вещей. Поэто.му мы в своем выборе неизбежно обречены руководствоваться соображениями, в которых доля личной оценки чрезвычайно велика, причем, несомненно, некоторые решения будут всеми отвергнуты ввиду их необычности, в то время как другие найдут всеобщее предпочтение в силу своей простоты.
В вопросах электричества и магнетизма Максвелл воздерживается от всякого выбора. Это диктуется, однако, не систематическим нежеланием касаться чего бы то ни было, что недоступно для позитивных методов - время, уделенное им на построение кинетической теории газов, свидетельствует об обратном. Добавлю, что если в своем большом труде он не развивает никакого законченного объяснения, то попытку дать таковое он сделал раньше в одной статье, опубликованной в Philosophical Magazine. Странность и сложность гипотез, которые он вынужден был делать, заставили его наконец от них отказаться.
Тот же дух господствует во всей этой книге. Везде подчеркнуто все основное, т. е. все, что должно оставаться во всех теориях, а все присущее лишь какой-либо теории в отдельности почти всегда оставлено без внимания. Читателю, таким образом, предлагается пустая форма, почти лишенная содержания, которая с первого взгляда производит впечатление чего-то неопределенного и неуловимого. Однако усилия, которые он, таким образом, вынужден делать, будят его мысль и в конце концов он поймет, насколько зачастую были искусственны те теоретические построения, которыми он иной раз так восхищался.
Достижение моей цели оказалось особенно трудным в электростатике, где особенно резко чувствуется то отсутствие точности, о котором я говорил выше. Один французский ученый, весьма глубоко изучивший труд Максвелла, однажды сказал мне: «Я понимаю все в его книге за исключением того, что такое наэлектризованный шар». Поэтому я счел нужным особенно подробно остановиться на рассмотрении именно этой области. Я хотел избегнуть той расплывчатости в определении электрического смещения, которая является причиной всех неясностей. С другой стороны, я боялся, чрезмерно уточняя мысль автора, сказать лишнее и тем самым исказить ее.
Исходя из этих соображений, я решил изложить две законченные, но совершенно различные теории. Я надеюсь, что читатель безтруда усмотрит,
15 Из продистории ридво
что является общим для обеих и, следовательно, является основным. .Кроме того, он предупрежден о том, что ни одна из них не раскрывает основу вещей.
В первой из этих теорий я допускаю существование двух флюидов- электрического и индукционного, которые могут оказаться столь же полезными как флюиды Кулона, но которые обладают не большей объективной реальностью. Подобным же образом гипотеза о ячеечном строении диэлектриков должна лишь облегчить понимание идеи Максвелла, сближая ее с теми, которые нам более знакомы. Поступая так, я ничего не убавляю и не прибавляю к мыслям, высказанным английским ученым, ибо сам Максвелл никогда не рассматривал «то, что может быть названо электрическим смещением», как действительное движение подлинной материи.
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