История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
непрерывной среды не была лишена недостатков^. Прежде чем перейти к
рассмотрению моделей, образованных не непрерывной средой, следует
упомянуть о предложении, которое сделал
Риман в своих лекциях1, от 1861 года. Риман заметил, что скалярный
потенциал р и векторный потенциал а, которые соответствуют его
собственному закону силы между электронами, удовлетворяют уравнению
-л-|- с div а = 0; at
уравнению, которому, как мы уже видели, удовлетворяют и потенциалы Л.
Лоренца5. Риман счел, что это говорит о том, что <р> может представлять
плотность эфира, скорость которого представлена са. Мы увидим, что,
согласно этой гипотезе, электрические и магнитные силы соответствуют
вторым производным смещения. Это обстоятельство создает некоторые
сложности при сравнения энергии, которой обладает электромагнитное поле,
с энергией модели.
^Другое свидетельство в пользу гипотезы о том, что линейными являются
именно электрические явления, дает факт наличия пироэлектрических
эффектов (создание электрической поляризации с помощью нагревания)
исключительно в кристаллах без центра симметрии. Ср. М.Абрагам
Encyklopddie der math. Wiss. IV (2), с. 43.
2Cp. Лармор Phil Trans. CLXXXV (1894), c. 780.
3Cp. Г. Витте Ueber den gegenwardgen Stand der Frage nach einer
mechanischen Erkldrung der elektrischen Erscheinungen, Берлин, 1906.
4 Которые после его смерти опубликовал К. Хаттендорф под заголовком
Schwere, Elektricitat, und Magnedsmus (1875), с. 330.
5См. стр. 319.
346
Глава 9
Теперь следует рассмотреть те модели, в которых эфир представлен
состоящим из нескольких видов составляющих: среди них типичной можно
считать модель Максвелла 1861-2 гг., образованную вихрями и катящимися
частицами. Другой механизм этого же класса описал в 1885 году
Фитцджеральд^. Он составлен из нескольких колес, которые свободно
вращаются на осях, перпендикулярно закрепленных на плоской доске. Оси
установлены на пересечениях двух систем перпендикулярных линий, и каждое
колесо связано с каждым из четырех соседних колес резиновым ремнем. Таким
образом, все колеса могут вращаться, не создавая натяжения в системе, при
условии, что они имеют одинаковую угловую скорость; но, если бы некоторые
колеса вращались быстрее других, то в резиновых ремнях возникало бы
натяжение. Очевидно, что колеса в этой модели играют такую же роль, как
вихри в модели Максвелла 1861-2 гг.: их вращение аналогично магнитной
силе; а область, где массы колес велики, соответствует области с высокой
магнитной проницаемостью. Резиновые ремни модели Фитцджеральда
соответствуют среде, в которую вкраплены вихри Максвелла, а натяжение на
ремнях представляет диэлектрическую поляризацию, причем линия,
соединяющая натянутую и ненатянутую стороны ремня, является направлением
смещения. Тело с большой диэлектрической проницаемостью было бы
представлено областью с небольшой упругостью ремней. Наконец,
проводимость можно представить скольжением ремней по колесам.
Такая модель может передавать колебания, аналогичные световым. Поскольку,
если внезапно запустить любую группу колес, то колеса, которые находятся
рядом, не смогут начать движение немедленно из-за инерции; но через
некоторое время вращение будет сообщено соседним колесам, которые
передадут его своим соседям; таким образом в среде будет распространяться
волна движения. Легко увидеть, что движение, создающее волну, направлено
в плоскости волны, т. е. колебание является поперечным. Оси вращения
колес расположены перпендикулярно направлению распространения волны, а
направление поляризации ремней перпендикулярно обоим этим направлениям.
'Scient. Proc. Roy. Dublin Soc. IV (1885), с. 407; Phil. Mag. XIX (1885),
с. 438; Фитцджеральд Scientific Writings, стр. 142, 157.
Модели эфира
347
Упругие ремни можно заменить лесками1; если это сделать, то энергия
системы будет полностью кинетической"^.
Кроме вышеупомянутых типов моделей, предлагались модели, включающие идею
вихревого движения. Одним из величайших достижений Гельмгольца было то,
что в 1858 году он открыл^, что вихревые кольца в идеальной жидкости -
это типы движения, которые обладают постоянной индивидуальностью на
протяжении всех изменений и не могут быть разрушены, так что их можно
рассматривать как объединяющиеся и взаимодействующие друг с другом, хотя
каждый из них состоит из движения, пронизывающего всю жидкость. Энергию
этой жидкости можно выразить через положения и силы этих вихрей, а из
знания этих характеристик можно определить будущее поведение системы. Как
показал Гельмгольц, вихревые нити взаимодействуют механически, подобно
линейным электрическим контурам (но притяжение заменяется отталкиванием и
наоборот), причем силы вихрей соответствуют силам токов, а скорость
жидкости вблизи нитей соответствует магнитной силе. Магнитные полюса были
бы представлены источниками и стоками в жидкости.
Индивидуальность вихрей навела на мысль о связи с атомной теорией
материи. Как мы уже видели1', атомную гипотезу Левкиппа и Демокрита
