История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
"В те дни профессор был немногим лучше школьного учителя, а Максвелл не
был хорошим учителем; только четверо или пятеро из нас, а нас было
семьдесят или восемьдесят, многому научились у него. Мы обычно оставались
у него на пару часов после лекций, пока не приходила его ужасная жена и
не тащила его на скудный обед в три часа дня. Сам по себе он был самым
приятным и милым существом - он часто засыпал и внезапно просыпался -
потом говорил о том, что пришло ему в голову. Большую часть этого мы не
могли понять в то время, какую-то часть мы вспомнили и поняли потом".
Существует полное основание утверждать, что "ужасная жена" хотела, чтобы
Максвелл жил как деревенский джентльмен - охотился, рыбачил, - и что она
грубо обходилась с его друзьями-учеными.
3В 1860 году объединились два колледжа в Абердине, и Максвелл потерял
свою кафедру в Маришал Колледж.
4Бенс Джонс Life of Faraday, II, с. 379.
Максвелл
295
Ответ на этот вопрос был дан в 1861-2 гг., когда Максвелл выполнил свое
обещание создать механическую концепцию электро-
труд Максвелла, аргументы Томсона убедили его в том, что магнетизм имеет
вихревую природу. "Перенесение электролитов в постоянных направлениях под
действием электрического тока, вращение поляризованного света в
постоянных направлениях под действием магнитной силы, - писал он, - это
факты, изучив которые, я стал рассматривать магнетизм как явление
вращательного характера, а токи - как явления поступательного характера".
Такое понимание магнетизма он связал с идеей Фарадея о том, что силовые
трубки стремятся сжиматься в продольном направлении и расширяться в
поперечном. Такую тенденцию можно приписать центробежной силе, если
принять, что каждая силовая трубка содержит жидкость, которая вращается
вокруг оси этой трубки. Соответственно Максвелл предположил, что в любом
магнитном поле среда вращается вокруг магнитных силовых линий, причем
каждую единичную силовую трубку можно представить на данный момент как
изолированный вихрь.
Энергия движения, отнесенная к единице объема, пропорциональна /гН2, где
ц - обозначает плотность среды, а Н - линейную скорость на окружности
каждого вихря. Но, как мы видели2, Томсон уже показал, что энергия любого
магнитного поля, создано оно магнитами или электрическими токами, равна
где интеграл берется по всему пространству, ц обозначает магнитную
проницаемость, аН - магнитную силу. Следовательно, вполне естественно
было отождествить плотность среды в любой точке с магнитной
проницаемостью, а окружную скорость вихрей - с магнитной силой.
Но теперь появляется возражение предложенной аналогии. Поскольку два
соседних вихря вращаются в одном и том же направлении, частицы на
окружности одного вихря должны двигаться в
xPhil. Mag. XXI (1861), стр. 161, 281, 338; XXIII (1862), стр. 12, 85;
Максвелл Scientific Papers, I, с. 451.
2См. стр. 266.
магнитного поля .
С того времени, когда был опубликован предыдущий научный
296
Глава 8
направлении, противоположном направлению движения смежных с ними частиц
на окружности расположенного рядом вихря. Следовательно, кажется, что
движение должно быть прерывистым. Максвелл избежал этой сложности,
имитируя хорошо известное механическое устройство. Когда необходимо,
чтобы два колеса вращались в одном и том же направлении, между ними
вставляют "паразитное" колесо, так чтобы оно находилось в зацеплении с
обоими колесами. Модель электромагнитного поля, к которой Максвелла
привело введение этого устройства, очень сильно напоминает модель,
предложенную в 1736 году Бернулли^. Он предположил, что между соседними
вихрями находятся слои частиц, которые ведут себя как паразитные колеса,
и катятся по вихрям без скольжения, так что каждый вихрь стремится
заставить соседние вихри вращаться в том же направлении, в каком
вращается он сам. Предполагалось, что частицы больше никак не связаны,
так что скорость центра любой частицы будет средним значением окружных
скоростей вихрей, между которыми она находится. Это условие дает (в
подходящих единицах) аналитическое
где вектор s обозначает поток частиц, так что его составляющая по х, sx
обозначает количество частиц, переданное за единицу времени через единицу
площади, перпендикулярно направлению х. Если сравнить это уравнение с
уравнением, которое представляет открытие Эрстеда, можно увидеть, что
поток s движущихся частиц, помещенных между соседними вихрями, аналогичен
электрическому току.
Заметим, что в модели Максвелла отношение между электрическим током и
магнитной силой обеспечивается связью, которая носит не динамический, а
чисто кинематический характер. Вышеуказанное уравнение просто выражает
существование определенных неголоном-ных связей в пределах системы.
Если по какой-то причине изменится скорость вращения некоторых ячеистых
вихрей, возмущение будет распространяться от этой части модели ко всем
другим частям под взаимным действием частиц и вихрей. Это действие
определяется, как показал Максвелл, отношением
