Позднее был предложен целый ряд аналогичных с принципиальной точки зрения вихревых теорий электричества, но все они страдают сложностью, неясностью и почти не поддаются математической обработке. Последнее, несомненно, и было причиной того, что физики-математики обратили очень мало внимания на эти теории. Однако и для старого, столь удобного воззрения на электрические силы как на элементарные основные свойства особых электрических материй, проявляющихся непосредственно на расстоянии, наступали все более и более трудные времена. Пока во всех явлениях распространения электричества наблюдалась только передача действий через промежуточную среду, независимо от свойств последней, до тех пор можно было действие электрических сил рассматривать как мгновенное и непосредственное действие на расстоянии. Однако все яснее выявлявшиеся в новейшее время влияния поляризации так называемого диэлектрика заставляли все сильнее думать, что распространение электрических действий целиком зависит от среды, а, следовательно, и от времени, т. е. смотреть на их распространение как на явление, происходящее только при посредстве среды. В таком случае указанный характер распространения электрических сил уже мог быть, по крайней мере, положен в основу математической разработки, независимо от несозревших еще для разрешения сложных вопросов о том, как эти действия возникают и как на них влияет природа материи. На такой именно основе К. Максвелл 1 и построил свои гениальные широко объемлющие математические теории электричества и магнетизма. Исходя из взглядов Фарадея на сущность электричества, Максвелл, не входя в более детальные пояснения, принимает, что всякое наэлектризованное тело приводит окружающую его и наполняющую все пространство среду в состояние некоторого напряжения, которое определяется пространственным расположением силовых линий Фарадея, исходящих из этого тела. А именно, по направлению силовых линий это напряжение действует притягательно, как некоторая сила тяги, а перпендикулярно к этим линиям оно действует отталкивательно, как некоторое давление. Дав математическое выражение для силовых линий и для обусловливаемого ими состояния напряжения диэлектрика, Максвелл затем приходит к формулам потенциала наэлектризованных тел, которые по своим выводам согласуются с данными опыта, по меньшей мере, в такой степени, как и законы, построенные на прежних представлениях о силе. По поводу того обстоятельства, что эта теория не в состоянии более детально связать напряжения со свойствами среды, сам Максвелл говорит следующее: «Единственное новое в настоящем исследовании заключается в выводе математического выражения для величины натяжения, действующего вдоль силовых линий, и для давления, действующего перпендикулярно к ним, а также в доказательстве, что это особое состояние действительно способно породить те механические силы, которые наблюдаются в электромагнитном поле на проводящем немагнитном и не поддающемся намагничиванию теле. Но каким образом вызывается это вынужденное состояние, а также, каким образом оно поддерживается, об этом я ничего сказать не мог. Следует, однако, констатировать, что взаимные притяжение и отталкивание двух токов могут быть так же хорошо объяснены напряжением состоянием окружающей их среды, как и действием токов на расстоянии. Дальнейшее изучение вынужденного состояния, каким образом, скажем, оно возникает и поддерживается пол действием движения частиц среды, должно составить предмет совершенно иного исследования. Возможно ли произвести подобное исследование, и какие новые гипотезы, быть может, потребуются для него, это не имеет никакого отношения к полученным нами выводам». В другом месте он по тому же поводу говорит: «При помощи гипотезы напряженного состояния промежуточной среды мы сделали только один шаг в выяснении той роли, какую играет среда в передаче электрической силы с одного наэлектризованного тела на другое, потому что мы еще пока не выяснили, каким образом физически возникает и поддерживается это состояние. Следующий шаг, который нам следовало бы сделать, должен был бы нам показать, каким образом это состояние возникает в результате взаимного действия частиц среды. Он кажется мне особенно важным потому, что явления, которые до сих пор могли быть объяснены на основе допущения действия на расстоянии, были бы тогда сведены к игре молекулярных сил». В непосредственной связи с этим темным пунктом теории Максвелла находится другой, а именно, наша неосведомленность о взаимодействии между весомой материей и промежуточной средой, или незнание механизма превращения электродвижущих сил в пондеромоторные, и обратно. По этому поводу Максвелл говорит: «Под электродвижущей силой следует всегда подразумевать такую силу, которая действует только на электричество, но не на тела. Ее, следовательно, никогда не следует смешивать с тем, что мы называем механической силой, так как эта последняя, наоборот, действует только на тела, но никогда не действует на электричество, которое может находиться в телах. О формальной связи между электродвижущими и механическими силами мы узнаем только тогда, когда полностью будут выяснены отношения электричества к материи». Надежными основами своей электрической теории Максвелл считает, главным образом, бесспорные соотношения, существующие между светом и электричеством, прямо требующие отождествления промежуточной среды, в которой распространяются электрические действия, со световым эфиром. Из этих соотношений особенно обращают на себя внимание следующие три. Во-первых, скорость распространения света совпадает со скоростью, которая получается из данной теории для распространения электромагнитных возмущений в непроводнике и которая равна отношению электростатической единицы электричества к электромагнитной. Во-вторых, согласно данной теории показатель преломления (для света с наибольшей длиной волн) должен быть равен корню квадратному из диэлектрической постоянной соответствующей среды, что для парафина доказано с большой точностью. Наконец, в-третьих, влияние магнетизма на плоскость поляризации света указывает на столь тесную связь между ними, что Максвелл пытается даже разработать электромагнитную теорию света, исходя из допущения, что свет представляет собой электромагнитное возмущение. Максвелл заканчивает свою работу следующими ясными словами. «Итак, мы видели, что математические выражения для электромагнитного действия сил привели Гаусса к убеждению, что распространение электрических действий со временем должно составить действительную основу теории электродинамики. Но распространение мы можем только представить себе либо в виде материального тела, летящего в пространстве, либо в виде распространения некоторого состояния движения или напряжения, — при посредстве среды, находящейся в пространстве. В теории Неймана принимается, что математическое понятие «потенциал», которого мы ни в коем случае не можем себе представить как нечто материальное, перебрасывается от частицы к частице (независимо от существования среды)... Риман и Бетти, по-видимому, представляли себе это распространение несколько более схожим с распространением света... Однако при всех этих теориях естественно возникает вопрос: если нечто переносится через промежуточное пространство с одной частицы на другую, то в каком состоянии находится это нечто, после того как оно оставило одну частицу и еще не достигло другой?.. Действительно, если вообще энергия передается от одного тела к другому не мгновенно, а в конечное время, то должна существовать среда, в которой она временно пребывает, оставив первое тело и не достигнув еще второго... Поэтому и эти теории должны привести к понятию среды, в которой и происходит распространение. Но коль скоро гипотеза существования среды принята, мы должны, мне кажется... всячески стараться составить себе ясное понятие обо всех деталях ее действия. Это и было моей главной целью при составлении настоящего труда».
Ви переглядаєте статтю (реферат): «ТЕОРИЯ МАКСВЕЛЛА» з дисципліни «Історія фізики»
