Статьи и речи - Максвелл Дж.К.
Скачать (прямая ссылка):
прямо на симметрическую сторону уравнений Максвелла, но он пишет
уравнения современным способом (без векторного обозначения), а затем
замечает: "Оливер Хевисайд работал в том же самом направлении, начиная с
1885 г. Из уравнений Максвелла он устраняет те же символы, что и я; и та
простейшая форма, которую эти уравнения приобретают при этом, по существу
та же самая, к которой и я прихожу".
Пожалуй, мы не отойдем слишком далеко в сторону, если отметим основное
влияние Хевисайда на распространение идей Максвелла. По-видимому, он был
первым исследовавшим следствия, которые 'вытекают в различных
направлениях из этой теории. Мы уже отметили его интерес к основной
формулировке теории. Он открыл соотношение энергии для электромагнитного
поля независимо от Пойнтинга; он проводил обширные исследования по
различным типам электромагнитных волн и изучал то излучение, которого
следует ожидать от движущегося заряда, более тщательно, чем это делал Дж.
Дж. Томсон; таким образом, ему обязано происхождением понятие
электромагнитной массы, которое было позже развито Лоренцем и Абрагамом.
Любое тщательное рассмотрение истории электромагнитной теории должно
уделить значительное
313
внимание Хевисайду. Нужно согласиться с отзывом, сопровождавшим получение
им почетной степени из Геттингена в 1905 г.: "...среди пропагандистов
максвелловской науки он был скорее всего первым".
Дюгем31 ссылается на ток смещения в его неудачном сравнении английских и
континентальных физиков. Он сожалеет, что Максвелл внезапно вводит это
недостаточно подготовленное понятие, в противоположность тому, что можно
было бы ожидать от французского или немецкого физика. Он утверждает:
"Этот ток смещения был введен Максвеллом для того, чтобы дополнить
определение свойств диэлектрика ad hoc... [он] имеет некоторые близкие
аналогии с током проводимости..."
Возвращаяясь к нашей исходной точке зрения, мы находим, что сам Кемпбелл
непоследователен во взгляде на эту проблему. В противоречие с абзацем в
его книге "Что такое наука", он говорит в книге "Элементы физики" 32:
"Введение [тока смещения]... было вызвано теорией электростатического
поля Фарадея..." В другом рассуждении о токе смещения33 эстетические
соображения не упоминаются.
Выводы
На основе только что представленных доказательств можно считать, по-
видимому, обоснованными следующие выводы.
1) Максвелл последовательно приводит два родственных фактора, когда он
применяет ток смещения. Во-первых, уравнения с curl Н без такого члена
будут подразумевать, что токи проводимости должны протекать только в
замкнутых цепях,- неприемлемое положение, если иметь в виду ток
проводимости. Мы замечаем этот вывод в I до того, как там появляется хоть
какой-нибудь намек на дополнительный ток. Но "истинный ток" действительно
течет только в замкнутых цепях. И уравнение непрерывности для тока
сгруппировано с уравнениями поля в следующих двух статьях. Во-вторых, ток
смещения есть физический ток в диэлектрической среде, он такой же
"реальный", как и ток проводимости. "Уравнения истинных токов" это
подчеркивают. Максвелл даже обсуждает трудности, связанные с попытками
измерить этот ток.
314
Следует помнить, что вакуум в смысле электромагнитной теории есть понятие
чуждое Максвеллу, так что диэлектрик включает и тот случай, который мы бы
описали как пустое пространство. Как говорит Хевисайд, "эфир -
диэлектрик". Аргумент об изменении смещений заряда (измеряемым
электрическим смещением) в молекулах среды, рассматриваемом, как ток,
встречается снова и снова в несколько измененной форме.
2) Нет прямого доказательства того, что Максвелл ввел член с током
смещения для того, чтобы улучшить симметрию уравнений электромагнитного
поля. Ни в трех его статьях, ни в "Трактате" нет утверждения, которое
могло бы быть так истолковано; фактически встречаются только иные доводы
для его введения (перечисленные в первом пункте выше). Наиболее близкий
подход к вопросу о симметрии появляется в рассуждении о симметрии в
"Обращении" через девять лет после первого введения тока смещения. Но,
как отмечепо, нужно читать действительно между строк, чтобы увидеть
рассуждения, относящиеся к току смещения. Тот факт, что две группы из
трех симметричных уравнений приводятся в III, как три группы уравнений
(таким образом, как группы, лишенные свойств симметрии), свидетельствует
против Кемпбелла; но II более благоприятно к нему в этом отношении.
Другое объяснение Кемпбелла сделанного изменения также должно быть
обращено против него. Далее, можно отметить, что в книге "Что такое
наука" он приписывает дату "около 1870 года". Это на десять лет позже,
чем то время, когда Максвелл начал пользоваться током смещения;
любопытно, однако, что эта дата соответствует "Обращению". Происхождение
утверждения Кемпбелла, связанного с этим соображением, нужно
рассматривать как спекулятивное. Более вероятно, что этот аргумент
Кемпбелла является приукрашением двойной формы Хевисайда, хотя Хевисайд
