Статьи и речи - Максвелл Дж.К.
Скачать (прямая ссылка):
выражены в виде обычных математических формул, и эти формулы вполне
сравнимы с формулами профессиональных математиков..." Более того, говорит
Максвелл: "Способ, который Фарадей использовал для своих силовых линий
при координировании явлений электромагнитной индукции, показывает, что он
был математиком высокого порядка и таким, у которого математики будущего
смогут перенять ценные и плодотворные методы". Он, писал Максвелл,
"сообщил этой концепции силовых линий такую ясность и точность, каковые
математикам удалось сообщить своим формулам".
"Трактат об электричестве и магнетизме" ("Treatise on electricity and
magnetism") разделен Максвеллом на два тома, а каждый том - на две части;
в первом томе - электростатика и электрический ток, во втором - магнетизм
и электромагнетизм.
По характеру мышления Максвелл был геометром, поэтому ему была близка
геометрическая модель Фарадея, который оперировал с электрическими и
магнитными силовыми линиями. В работах В. Томсона и Гельмгольца получила
завершение гидродинамическая модель трубок. Между этими двумя моделями
Максвелл усматривал аналогию. Следуя, с другой стороны, по пути Ома,
использовавшего гидродинамические образы при установлении законов тока,
Максвелл перенес эти образы в свое учение об электромагнетизме.
Еще в "Динамической теории поля" он писал: "Теория, которую я предлагаю,
может быть названа теорией электромагнитного поля, потому что она имеет
дело с пространством, окружающим электрические или магнитные тела, и оиа
может быть названа также динамической теорией, поскольку она допускает,
что в этом пространстве имеется материя, находящаяся в движении,
посредством которой и производятся наблюдаемые электромагнитные явления".
Свою задачу Максвелл видит в том, чтобы объяснить электромагнитные
явления "при помощи механического действия, передаваемого от одного тела
к другому при посредстве среды, занимающей пространство между этими
телами". Это был путь, указанный Фарадеем. Сосредоточив внимание на новом
объекте - электромагнитном поле, Максвелл вывел электродинамику на
единственно верный путь.
Еще в 20-х годах было известно, что магнитное поле возникает вокруг
проводника, по которому проходит электрический ток ("ток
Ш
проводимости", по терминологии Максвелла). В ого гипотезе утверждалось,
что магнитное поле возникает и при отсутствии тока проводимости, если
электрическое поле меняется во времени. Тем самым Максвелл утверждал, что
существует явление, обратное явлению электромагнитной индукции и
названное им "магнитоэлектрической индукцией". Если электрическое поле
меняется не в пустоте, а в некой диэлектрической среде, то изменение это
вызывает смещение (т. е. движение) зарядов - появляется так называемый
"ток смещения". Идея тока смещения - центральная идея электромагнитной
теории Максвелла. Анри Пуанкаре отмечал потом с изумлением: "Все опыты
того времени, казалось, противоречили этому, так как тони наблюдались
исключительно в проводниках. Как мог Максвелл примирить свою смелую
гипотезу с фактом так прочно установленным?". Па это можно ответить
словами репетитора Гопкинса: "Он органически был неспособен думать о
физике неверно".
В мемуаре "Динамическая теория поля" (Джинс считал эту работу Максвелла
"наиболее важной и имевшей наибольшее влияние... из всего им
написанного") дана знаменитая электродинамическая система уравнений, в
которой нашло отражение все то, что было тогда известно из теории
электромагнетизма: 1-е уравнение выражает электромагнитную индукцию
Фарадея; 2-е - магнитоэлектрическую индукцию, открытую Максвеллом и
основанную на представлениях о токах смещения; 3-е - закон сохранения
количества электричества, а 4-е - вихревой характер магнитного поля.
(Это, в частности, дало повод Энгельсу заметить: "...вихри старого
Декарта снова находят почетное место во всех новых областях знания" ¦).
Свою роль в развитии учения Фарадея Максвелл оценивал чрезвычайно
скромно: "Я только облек идеи Фарадея в математическую форму". Работы
Максвелла развеяли миф о "нематематично-сти" теории Фарадея. Но возник
другой миф - что теория Максвелла якобы не физическая теория, а
исключительно математическая. Теперь вряд ли надо опровергать, что это не
так, что теория Максвелла - глубоко физическая теория, как не требуется
доказывать и то, что Максвелл не только "пересказал" идеи Фарадея на
языке математики, не только объяснил все известные в ту пору
электромагнитные процессы, но и открыл для науки электромагнитное поле,
представление о котором вскоре вытеснило понятие об эфире и - под именем
"теория поля" - стало одной из основ современной физики. Пуанкаре считал
теорию Максвелла вершиной ма тематической физики. "Самым увлекательным
предметом во времена моего учения была теория Максвелла,- вспоминает
Эйнштейн.- Переход от сил дальнодействия к полям, как основным величинам,
делал эту теорию революционной".
Это не все. Анализируя свои уравпения, Максвелл установил, что должны
