Аркадий Лукьянов - Историко-критическое введение в философию естествознания

Однако необходимо учитывать и тот момент, что всякая популяризация знания, разумеется, имеет свои границы. Вместе с тем речь у нас идёт о том вдохновении, которое не в силах уничтожить никакая спекуляция. Вспомним слова Шиллера, обращённые к несчастному Дону Карлосу:

"Скажите принцу, чтоб и зрелым мужем

Былым мечтам он оставался верен,

Чтоб остерёгся гнилостного червя

Не допустил хвалёный высший разум

Проникнуть в сердце Божьего цветка.

Чтоб оставался твёрд, когда хулою

Обрушится ветшающая мудрость

На вдохновенье - дар высокий неба" (Цит. по: Шиллер Ф. Избранные произведения. В 2-х т.: Т. 1 /Пер. В. Левик. - М., 1959. - С. 523).

Именно это вдохновение руководило Фарадеем, Максвеллом и Герцем, которые выработали новые понятия, образовавшие новую картину мира. "Потребовалось большое научное воображение, чтобы уяснить себе, что не заряды и не частицы, а поле в пространстве между зарядами и частицами существенно для описания физических явлений" (См.: Эйнштейн А. Собр. науч. трудов. В 4-х т.: Т. IV. - С. 512). Понятие поля оказалось весьма удачным и привело к формулированию уравнений Максвелла, описывающих структуру электромагнитного поля.

Поле оказалось весьма полезным понятием. Оно возникло как нечто, помещённое между источником и магнитной стрелкой, для того чтобы описать действующую силу. Первый успех описания с помощью поля показал, что оно может быть удобным для рассмотрения всех действий токов, магнитов и зарядов.

Итак, поле можно рассматривать как нечто такое, что всегда связано с током. Оно существует, даже если отсутствует магнитный полюс, с помощью которого можно выявить его наличие.

Прежде всего заметим, что поле заряженного проводника может быть введено почти таким же образом, как и поле тяготения или поле магнита. Чтобы изобразить поле положительно заряженной сферы, следует задать вопрос: какого рода силы действуют на маленькое положительно заряженное пробное тело, помещённое вблизи источника поля, т.е. вблизи заряженной сферы? Тот факт, что мы берём положительно, а не отрицательно заряженное пробное тело, является простым соглашением, которое определяет, в каком именно направлении должны быть нарисованы стрелки силовых линий. Данная модель (рис. 1) аналогична модели поля тяготения (рис. 2) в силу сходства законов Кулона и Ньютона. Единственное различие между обеими моделями состоит в том, что стрелки расположены в противоположных направлениях. В самом деле, два положительных заряда отталкиваются, а две массы притягиваются. Вместе с тем поле сферы с отрицательным зарядом (рис. 3) будет идентичным полю тяготения, поскольку маленький положительный пробный заряд будет притягиваться источником поля (См.: Эйнштейн А. Собр. науч. трудов. В 4-х т.: Т. IV. - С. 441).

Рис. 1 Рис. 2 Рис. 3

Если рассуждать дальше и предположить, что электрическая сфера, которая до сих пор была в покое, пришла в движение под воздействием некоторой внешней силы, то поле электрического заряда будет изменяться с течением времени. Но движение этой заряженной сферы эквивалентно току, который сопровождается магнитным полем. Итак, физики пришли к следующему выводу: изменение электрического поля, произведённое движением заряда, всегда сопровождается магнитным полем.

Если колеблющийся заряд перестаёт двигаться, то его поле становится электростатическим. Но серия волн, созданных колебанием заряда, продолжает распространяться. Волны ведут независимое существование, так что история их изменений может быть прослежена так же, как и история любого другого материального объекта.

С введением понятия поля в физике произошло нечто весьма важное. Постепенно, хотя и не без борьбы, это понятие завоевало прочное положение в науке. Но было бы неверным считать, что идея поля освободила физику от заблуждений старой теории электрических жидкостей или что эта новая идея разрушает старую (в теории Максвелла мы, например, ещё обнаруживаем понятие электрического заряда, хотя заряд понимается только как источник электрического тока).

Сначала теоретики поле рассматривали как нечто, что в перспективе можно будет истолковать механистически с помощью эфира. Но со временем стало ясно, что эту программу осуществить невозможно. Единственный выход - это допустить, что пространство обладает физическим свойством передавать электромагнитные волны. Вместе с тем, по всей вероятности, слово "эфир" употреблять всё же можно, но исключительно для того, чтобы выразить вышеупомянутое физическое свойство пространства. "Слово эфир изменяло свой смысл много раз в процессе развития науки. В данный момент оно уже не употребляется для обозначения среды, построенной из частиц. Его история, никоим образом не законченная, продолжается теорией относительности" (Там же. - С. 452).