История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
тяготения. Многие поколения физиков верили, что тяготение
распространяется через действие среды, а следовательно, для осуществления
этого процесса необходимо время. Действительно, казалось, что зависимость
силы от расстояния между притягивающимися телами говорит именно об этом;
поскольку, видимо, более естественно было бы предположить, что
распространение, которое на самом деле является мгновенным,
осуществляется через некую жесткую связь между телами, но тогда,
вероятнее всего, сила не зависела бы от расстояния между ними.
Очевидно, что, если отказаться от простого закона Ньютона, то открывается
огромное поле для конкурирующих гипотез, из которых можно выбрать ее
преемника. Первую заметную попытку изучить этот вопрос предпринял
Лаплас^. Лаплас предположил, что тяготение создается импульсом
"тяготеющей жидкости" на притягиваемое
1См. Уиттекер Analytical Dynamics, главы II, III, XI.
2Mecanique Celeste, книга X, глава VII, §22.
250
Глава 1
тело. Эта жидкость с определенной скоростью течет к центру притяжения,
скажем, к Солнцу. Если притягиваемое тело или планета движется, скорость
жидкости относительно этого тела будет состоять из абсолютной скорости
жидкости и обратной скорости планеты, сила тяготения будет действовать в
определенном таким образом направлении, причем ее величина не будет
зависеть от движения планеты. Это эквивалентно предположению о том, что
тяготение подвержено действию аберрации, подобному тому, которое
наблюдается в случае со светом. Несложно увидеть, что модификацию,
введенную таким образом в закон Ньютона, можно представить дополнительной
возмущающей силой, действующей по касательной к орбите в направлении
противоположном движению. Эта сила прямо пропорциональна скорости планеты
и обратно пропорциональна квадрату расстояния между планетой и Солнцем.
Рассматривая влияние этой силы на вековое уравнение движения луны, Лаплас
обнаружил, что скорость тяготеющей жидкости должна быть, по крайней мере,
в сотни миллионов раз больше скорости света.
Очевидно, что допущения, которые сделал Лаплас, в высшей степени
сомнительны; однако следующее поколение, которое благоговело перед его
славой, не пыталось их исправить. Тем не менее, под влиянием идей Вебера
астрономы начали размышлять о том, чтобы изменить закон Ньютона, добавив
член, включающий скорости движения тел. Тиссеран1 в 1872 году исследовал
движение планет вокруг Солнца на основе предположения о том, что закон
тяготения эквивалентен закону электродинамической силы Вебера, так что
эта сила равна
[ГЩЛ( _ ±(dr\2 2d?r
г2 I h2\dt) h2 dt2
где / обозначает постоянную тяготения, т - массу планеты, /1 - массу
Солнца, г - расстояние между планетой и Солнцем, h - скорость
распространения тяготения. Уравнения движения можно строго
проинтегрировать с помощью эллиптических функций2; но проще всего
записать
IT fmd , с
1Comptes Rendus, LXXV (1872), с. 760. См. также Comptes Rendus, СХ
(1890), с. 313 и Гольцмюллер Zeitschrift fur Math. и. Phys. (1870), с.
69.
^Это сделал Зегерс во вступительной диссертации в Геттингене в 1864 году.
Математическая теория электричества
251
и, рассматривая F\ как возмущающую функцию, найти изменение постоянных
эллиптического движения. Тиссеран показал, что возмущения всех элементов
являются нулевыми или периодическими, а также весьма неощутимыми, за
исключением возмущения долготы перигелия, которая имеет вековую часть.
При условии, что h равна скорости света, главная ось орбиты Меркурия
поворачивалась бы в прямом направлении на 14;/ в сто лет.
Когда это произошло, было известно, что существует несоответствие между
теорией и наблюдением в отношении движения перигелия Меркурия. Аеверье
обнаружил, что из-за притяжения планет перигелий должен поворачиваться в
прямом направлении на 527;/ в сто лет, тогда как движение, наблюдаемое в
действительности, превышало это значение на 38/;. Очевидно, что принятие
Тиссе-
О
раном закона Вебера объясняет только ^ этого избытка; поэто-
о
му казалось, что эта гипотеза так же невыгодна, как и гипотеза самого
Леверье о планете внутри орбиты Меркурия. Однако
1 3
позднее было обнаружено , что ^ избытка можно объяснить, заменив
электродинамический закон Вебера законом Римана, и что объединение
законов Римана и Вебера дало бы желаемую величину2.
После публикации своего научного труда о законе силы между электронами
Вебер обратил свое внимание на вопрос диамагнетизма и развил идею
Фарадея, объясняющую диамагнитные явления действиями электрических токов,
индуцированных в диамагнитных веществах^. Вебер заметил, что, если,
подобно Амперу, принять существование молекулярных контуров, в которых
отсутствует омическое сопротивление, так что токи могут течь без
диссипации энергии, естественно предположить, что токи будут
индуцироваться в этих молекулярных контурах, если они находятся в
изменяющемся магнитном поле. Он указал, что такие индукционые
молекулярные токи придают веществу характеристические диамагнитные
