История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
результатами, полученными при исследовании электричества. Тем не менее,
следует уделить некоторое внимание интуитивному изучению"^ эфира, за
которое Иоганн Бернулли младший (1710-90) в 1736 г. получил премию
Парижской Академии наук. Кажется, что его идеи возникли из попытки^*
связать закон преломления с механическим принципом сложения сил, которую
его отец, Иоганн Бернулли старший (1667-1748), сделал в 1701 г. Если две
противоположно направленные силы, отношение которых равно /л,
поддерживают в равновесии частицу, которая может двигаться только в
данной плоскости, то из треугольника сил следует, что направления сил
должны подчиняться отношению
sin г = ц sin г,
где гиг - углы между направлениями сил и нормалями к плоскости. То же
самое уравнение выражает и закон отражения, и старший
1845 г. Струве определил значение угла аберрации, равное 20" ¦ 445,
которое впоследствии исправил на 20" ¦ 463. В 1883 г. это значение
заменили значением 20" ¦ 492, которое нашел М. Нирен. Как Струве, так и
Нирен проводили наблюдения по кульминации в первом вертикале. Сейчас
обычно используют метод, который зависит от измерения разностей
расстояний по зениту меридиана. В нашем веке определили значения, которые
варьируются от 20" ¦ 523 до 20" ¦ 445. Из солнечного параллакса и
скорости света вычислили значение 20" ¦ 511 при значении параллакса 8" ¦
790, которое нашел в 1941 г. Г. Спенсер Джонс, и при скорости света
2 ¦ 99776 X Ю10 см/сек.
-Напечатано в 1752 г. в Recuei! des pieces qui ont remportes les prix de
I'Acad., том III.
^Acta eruditorum (1701), c. 19.
Светоносная среда от Брадлея до Френеля
123
Бернулли предположил, что на нем может быть основана теория света, однако
он не привел удовлетворительной физической причины существования сил
вдоль падающего и отраженного лучей. Его сын решил устранить этот
недостаток.
Все пространство, по теории младшего Бернулли, пронизано жидким эфиром,
который содержит огромное количество чрезвычайно маленьких вихрей.
Упругость, которой, видимо, обладает эфир и благодаря которой он может
распространять колебания, на самом деле является следствием существования
этих вихрей; поскольку под действием центробежной силы каждый вихрь
постоянно стремится к расширению, он давит на соседние вихри. Мы увидим,
что по духу Бернулли был истым картезианцем: он не только отрицал
действие на расстоянии, но настаивал на том, что даже упругость эфира
можно объяснить с помощью материи и движения.
Эта совокупность маленьких вихрей, или "мелкозернистое тур-
-1
булентное движение", как ее назвали полтора века спустя , содержит
твердые корпускулы, размеры которых малы по сравнению с расстояниями
между ними. Вихри толкают эти корпускулы при любом возмущении эфира,
однако они никогда не удаляются от своего первоначального положения.
Источник света сообщает своему окружению возмущение, сгущающее ближайшие
вихри, которые под воздействием этого сгущения выводят граничащие с ними
корпускулы из состояния равновесия; под воздействием этих корпускул
сгущаются следующие за ними вихри, так что колебания распространяются во
всех направлениях от светящейся точки. Любопытно, что Бернулли говорит об
этих колебаниях как о продольных и фактически сравнивает их с колебаниями
натянутого шнура, который "если его слегка оттянуть, а потом отпустить,
совершает поперечные колебания в направлении, перпендикулярном
направлению шнура". Если вспомнить, что Ньютон уже ясно сформулировал
свое несогласие с продольными колебаниями из-за явления поляризации и что
эфир Бернулли очень похож на эфир, который в 1861-2 гг. выдумал Максвелл,
чтобы подтвердить поперечные колебания, то чувствуешь, что, возможно, еще
ни один человек не был столь близок к великому открытию и не сделал его.
Бернулли объяснил преломление, объединив эти идеи с идеями своего отца. В
порах весомых тел вихри находятся в концентри-
4Ср. вихревой губчатый эфир лорда Кельвина, описанный позднее в этой
работе.
124
Глава 4
рованном состоянии, так что величина центробежной силы должна изменяться
в зависимости от среды. Таким образом, на корпускулу, расположенную на
поверхности раздела двух сред, из одной среды действует большая сила
упругости, чем из другой. Тогда, применяя треугольник сил для определения
условий равновесия этой корпускулы, можно получить закон Снеллиуса и
Декарта.
Вскоре после этого Пьер Луи Моро де Мопертюи (1698-1759)
разбудил отголоски старого спора Декарта и Ферма о законе пре-1
ломления .
Вспомним, что по Декарту свет быстрее всего распространяется в плотной
среде, а по Ферма самое быстрое распространение света происходит в
свободном эфире. Аргументы корпускулярной теории убедили Мопертюи, что в
этом конкретном вопросе Декарт был прав, но, тем не менее, он хотел
сохранить для науки замечательный метод, с помощью которого Ферма получил
свой результат. Это он предложил сделать, изменив принцип Ферма, чтобы
согласовать его с корпускулярной теорией: вместо того, чтобы принимать,
