История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
Д. К. Миллер Phil. Mag. VIII (1904),
с. 753 и IX (1905), с. 680.
7См. стр. 455.
sArch. Need., XXI (1886), с. 103. Об опыте Майкельсона - Морли см. также
Хикс Phil. Mag. Ill (1902), с. 9.
Классическая теория в эпоху Лоренца
461
следует измерять, вполовину меньше той, которую предлагал Май-кельсон, и
предположил, что отрицательный результат можно объяснить, объединив
теории Френеля и Стокса, которые он развил в
-1
своем собственном научном труде , так как, если бы скорость эфира вблизи
Земли была равна, скажем, половине скорости Земли, то смещение полос
Майкельсона было бы неощутимым.
Продолжение опыта Майкельсона и Морли последовало в 1897 году, когда
Майкельсон^ попытался опытным путем определить, изменяется ли
относительное движение Земли и эфира с изменением вертикальной высоты над
поверхностью Земли. Однако не было получено никакого результата, который
указал бы на то, что скорость света зависит от расстояния до центра
Земли, и Майкельсон заключил, что, если бы нужно было выбрать между
теориями Френеля и Стокса, то следовало бы принять теорию последнего и
допустить, что влияние Земли на эфир простирается на многие тысячи
километров над ее поверхностью. Однако, как мы увидим впоследствии, к
этому времени уже появилось другое объяснение.
Тем временем, дилемма, существующая в этом предмете, еще более
обострилась под влиянием экспериментальных результатов, которые указывали
направление, противоположное направлению Майкельсона. В 1892 году сэр
Оливер Лодж^ наблюдал интерференцию между двумя порциями раздвоенного
луча света, которые заставили двигаться в противоположных направлениях по
замкнутой траектории в пространстве, ограниченном двумя быстро
вращающимися стальными дисками. Наблюдения показали, что скорость света
не подвержена влиянию прилегающей материи в степени 1/200-й доли скорости
материи. Продолжая свои исследования Лодж4 сильно намагнитил движущуюся
материю (в его опыте это было железо), так чтобы свет распространялся
через движущееся магнитное поле; и наэлектризовал ее, так чтобы
траектория лучей находилась в движущемся электростатическом поле; но ни в
одном случае на скорость света не было оказано ощутимого влияния.
Теперь мы должны проследить те этапы, благодаря которым физики-теоретики
не только пришли к разрешению видимых про-
'См. стр. 456.
zAmer. Jour. Sci (4), III (1897), с. 475.
3Phil. Trans. CLXXXIV (1893), с. 727.
4Ibid. CLXXXIX (1897), c. 149. См. также Лодж "Silvanus Thompson Memorial
Lecture" Journal of the Rontgen Society, XVIII, июль 1922 года.
462
Глава 13
тиворечий, созданных опытами с движущимися телами, но и так расширили
область электрической науки, что для того, чтобы ее вместить, возникла
необходимость расширить концепции пространства и времени.
Первый научный труд, в котором были раскрыты новые концепции, опубликовал
Хендрик Антон Лоренц1 (1853-1928) в 1892 году. Теория Лоренца, подобно
теориям Вебера, Римана и Клаузиуса"^, была теорией электронов, т. е. все
электродинамические явления объяснялись действием движущихся
электрических зарядов, которые в магнитном поле подвергаются действию
сил, пропорциональных их скоростям, и сообщают эти силы весомой материи,
с которой они могут быть связаны .
Несмотря на то, что первые теории электронов не оправдали ожиданий своих
авторов, допущению о том, что все электрические или магнитные явления
вызваны присутствием или движением отдельных электрических зарядов,
физики того времени были распо-
4
ложены уделить должное внимание; поскольку, как мы уже видели , к
свидетельству атомной природы электричества добавилось изучение
проводимости электричества жидкостями и газами. Более того, открытия
Герца"1 показали, что молекула, испускающая свет, должна содержать
некоторую систему, похожую на вибратор Герца, а неотъемлемым процессом
вибратора Герца является поступательное колебание электричества. Сам
Лоренц в начале своей научной деятельности11 считал, что взаимодействие
весомой материи с электрическим полем осуществляется посредством
электрических зарядов, связанных с атомами материи.
'Archives Need. XXV (1886), с. 363: теория дана в главе IV, стр. 432 и
далее.
2См. стр. 243, 249, 280.
^Некоторые авторы были склонны использовать термин "электронная теория",
как если бы он был особым образом связан со знаменитым открытием сэра
Джозефа Томсона (см. стр. 430, выше), что все отрицательные электроны
имеют равные заряды. Однако открытие Томсона, несмотря на свою несомненно
огромную важность для раскрытия структуры вселенной, до сих пор не
оказало сколь-нибудь значительного влияния на общую электромагнитную
теорию. Причина этого состоит в том, что в теоретических исследованиях
принято обозначать изменения электронов символами, е\, в2, . . а их
равенство или неравенство никак не влияет на уравнения. Если сравнить это
с примером из небесной механики, то на общие уравнения планетарного
движения никак не повлиял бы тот факт, если бы массы всех планет
