Избранные сочинения по теории электромагнитного поля - Клерк Дж.
Скачать (прямая ссылка):
редактора и переводчика-в круглые скобки.
П. Кудрявцев
О ФАРААЕЕВЫХ СИЛОВЫХ ЛИНИЯХ
ЧАСТЬ I*)(''2)
СТАТИЧЕСКИЕ СОСТОЯНИЯ И СТАЦИОНАРНЫЙ ТОК
ВВЕДЕНИЕ
Современное состояние учения об электричестве представляется особенно
неблагоприятным для теоретической разработки. Законы распределения
электричества на поверхности проводников были аналитически выведены из
опытов. В некоторых своих частях математическая теория магнетизма была
установлена, между тем как в других-недостает опытных дапных. Теория
проводимости гальванического тока и взаимодействия проводников
представлена математическими формулами, но еще не связана с остальными
отделами науки. Современная теория электричества и магнетизма,
охватывающая все относящиеся сюда явления, не только должна уяснить связь
между покоящимся электричеством и электричеством текущим, но также между
притяжениями и индуктивными действиями в обоих состояниях. Такая теория
должна полностью удовлетворять законам, математическое выражение которых
уже известно, и, кроме того, давать средства для теоретического
вычисления случаев, когда известные формулы неприменимы. Чтобы овладеть
существую-
*) Transactions of the Cambridge Philosophical Society, т. X, 1855-1856
гг.
12
ДЖЕМС КЛЕРК МАКСВЕЛЛ
щими теориями, изучающему приходится освоиться со. значительным запасом
столь сложных математических формул, что уже трудность удержать их в
памяти сама по себе является существенным препятствием к дальнейшему
прогрессу. Поэтому для успешного развития теории необходимо прежде всего
упростить выводы прежних исследований и привести их к форме, наиболее
доступной восприятию. Результаты такого упрощения могут быть представлены
или чисто математической формулой или же физической гипотезой. В нервом
случае мы совершенно теряем из виду объясняемые явления и потому не можем
притти к более широкому представлению об их внутренней связи, хотя и
можем предвычислять следствия из дандых законов (3).
С другой стороны, принимая некоторую физическук> гипотезу, мы уже смотрим
на явления предубежденно и становимся склонными к той слепоте по
отношению к фактам и поспешности в допущениях, которым способствуют
частные односторонние объяснения. Мы должны поэтому найти такой метод
исследования, который на каждом шагу основывался бы на ясных физических
представлениях, не связывая нас в то же время какой-нибудь теорией, из
которой заимствованы эти представления, благодаря чему мы не будем
отвлечены от предмета преследованием аналитических тонкостей и не
отклонимся от истины из-за излюбленной гипотезы [*].
Для составления физических представлений бе& принятия специальной
физической теории следует освоиться с существованием физических аналогий.
Под физической аналогией я разумею то частное сходство между законами
двух каких-нибудь областей науки, благодаря которому одпа является
иллюстрацией для другой. В этом смысле все применения математики в науке
основаны, на соотношениях между законами, которым подчиняются физические
величины, и законами математики, так что цель точных наук состоит в том,
чтобы свести- проблемы естествознания к определению величин при помощи
действий над числами^ Переходя от наиболее общей из аналогии к специаль-
О ФАРАДЕЕВЫХ СИЛОВЫХ ЛИНИЯХ
13
ной, мы находим сходство в математической форме явлений двух различных
областей природы, которое послужило, например, основой физической теории
света.
Изменение в направлении лучей света при переходе их из одной среды в
другую тождественно с отклонениями материальной частицы от прямолинейного
пу*ги при прохождении ее через тонкий слой, в котором действуют силы. На
этой аналогии, которая распространяется только на направление, а не на
скорость движения, основано одно объяснение преломления света, которое
долго признавалось за~ правильное и которое еще теперь, когда мы уже но
рискуем болое применять его вне области его пригодности, полезно при
решении различных задач как искусственный математический прием. Вторая
аналогия между светом и колебаниями упругой среды идет много дальше, и
хотя ее значение и плодотворность не могут быть переоценены, мы все-таки
должны помнить, что она основана лишь на формальном сходстве между
законами световых явлений и законами упругих колебаний. Если мы лишим ее
физического облика и сведем к теории "поперечных колебаний", то останется
лишь система истин, которая хотя и не внесет ничего гипотетического в
наблюдаемые факты, но зато, наверное, будет несостоятельной как в
наглядности, так и в плодотворности методов. То, что я сказал об этих
много раз обсуждавшихся вопросах оптики, должно служить лишь подготовкой
к разбору принимаемой почти всеми теории действия на расстоянии.
Мы все уже свыклись с математическим понятием дальнодействия. Опираясь на
него, мы можем делать выводы и выражать формулами соответствующие законы,
которые имеют вполне определенное математическое значение и находятся в
полном согласии с явлениями природы. Во всей прикладной математике нет ни
