История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
что свет следует по кратчайшему пути, он предположил, что "пройденный
путь таков, что для его прохождения требуется наименьшее количество
действия"; и это действие он определил как пропорциональное сумме
пройденных расстояний, каждое из которых умножено на скорость, с которой
свет его проходит. Таким образом, вместо выражения Ферма
Jdt или
(где t - время, v - скорость, a ds - элемент пути) Мопертюи ввел
j v ds
как величину, которая принимает минимальное значение, когда путь
интегрирования является действительным путем света. Поскольку V Мопертюи,
которая обозначает скорость в соответствии с корпускулярной теорией,
обратно пропорциональна v Ферма, которая обозначает скорость в
соответствии с волновой теорией, эти два выражения действительно
эквивалентны и приводят к одному и тому же закону преломления. Однако
научный труд Мопертюи очень интересен с точки зрения динамики, так как
впоследствии из его предложения
1Мет. de I'Acad. (1744), с. 417.
Светоносная среда от Брадлея до Френеля
125
он, Эйлер и Лагранж разработали общий принцип, охватывающий всю природу,
поскольку природа - динамическая система.
Большинство физиков XVIII века, как и Мопертюи, принимали корпускулярную
теорию, однако и у волновой теории были свои защитники. Эту теорию
защищал Франклин^; ее сторонником был знаменитый математик Леонард Эйлер
(1707-83), которого впечатляла идея о том, что испускание частиц вызвало
бы снижение массы светящегося тела, что не наблюдалось, тогда как
испускание волн не имело такого следствия. В работе, озаглавленной Nova
Theoria Lucis et Colorum и опубликованной^ в то время, когда Эйлер жил в
Берлине под покровительством Фридриха Великого, он настаивал на сходстве
света и звука; утверждал, что все пространство, в котором движутся
небесные тела, наполнено тонкой материей, эфиром, и свет состоит из
колебаний этого эфира; "свет в эфире - это то же, что звук в воздухе".
Принимая теорию Ньютона о том, что цвет зависит от длины волны, Эйлер в
своем научном труде предположил, что
красный свет имеет максимальную частоту, а фиолетовый - мини-
3
мальную, однако несколько лет спустя он изменил свое мнение на
противоположное.
Главным нововведением трудов Эйлера о свете было его объяснение способа
видимого окрашивания материальных тел белым светом и, в частности,
способа образования цветов тонких пластинок. Он отрицал, что эти цвета
вызваны более обильным отражением световых колебаний определенных
конкретных периодов и предполагал, что они представляют колебания,
образованные внутри самого тела влиянием падающего света. В соответствии
с этой гипотезой окрашенная поверхность содержит множество упругих
молекул, которые при возбуждении испускают свет, период колебаний
которого зависит только от их структуры. Точно так же Эйлер объяснял и
цвета тонких пластинок: он полагал, что упругая реакция и период
собственных колебаний пластинки зависят от ее толщины в этом месте.
Именно так объяснялась зависимость цвета от толщины, а само явление в
целом считалось аналогичным хорошо известным эффектам, которые
наблюдались при опытах со звуком.
Среди учеников Эйлера, который оставался в Берлине с 1741 по 1766 г.,
была племянница Фридриха, принцесса Ангальт-Дессаус-
'Письмо XXIII, написанное в 1752 г.
2Л. Ейлер Opuscula varii argumenii (Берлин, 1746), с. 169.
3Mem. de VAcad. de Berlin (1752), c. 262.
126
Глава 4
кая, которой в 1760-1 гг. он написал ряд писем, где изложил свои взгляды
на натурфилософию. Он опередил Максвелла, утверждая, что источник всех
электрических явлений - тот же самый эфир, который распространяет свет:
электричество есть ничто иное, как нарушение равновесия эфира. "Тело
должно становиться наэлектризованным, - говорил он, - всякий раз, когда
эфир, содержащийся в его порах, становится более или менее упругим, чем
тот, который содержится в соседних с ним телах. Это происходит, когда в
поры тела вводится большее количество эфира или когда вытесняется часть
содержащегося в теле эфира. В первом случае эфир становится более
концентрированным, и, следовательно, более упругим; во втором - более
разреженным и теряет свою упругость. В обоих случаях нарушается
равновесие между ним и внешним эфиром, и усилия, которые он прикладывает,
чтобы вернуться в состояние равновесия,
1
вызывают все электрические явления" .
На основе эфира объяснялись не только электрические явления, но и явления
тяготения"^. Это объяснение основывалось на предположении, что давление
эфира увеличивается в зависимости от расстояния от центра Земли, скажем,
как постоянная - 1/г, так что сила, прижимающая тело к Земле, больше, чем
сила, направленная от нее, а соотношение этих сил является весом тела. По
этой гипотезе сила, действующая на каждый атом, была бы пропорциональна
объему этого атома, а значит и вес этого атома должен быть пропорционален
его объему, то есть плотности всех атомов равны, а факт существования тел
с различной плотностью объясняется тем, что атомы не контактируют друг с
