История эфира

После Френеля математики Навье, Пуассон, Коши, Стоке и другие начали разрабатывать строгую механическую теорию движения непрерывных упругих сред. Параллельно стали возникать физические модели эфира, в рамках которых с помощью строгой математики можно было бы надеяться описать все наблюдаемые оптические явления. Вскоре, как мы увидим, цели стали более амбициозными, так как появилась необходимость включить в рассмотрение электромагнетизм. Такая деятельность началась в 40-е годы и продолжалась, не ослабевая, до конца XIX столетия. В ней принимали участие лучшие умы и была проявлена необычайная изобретательность. Все это в конечном счете оказалось ненужным, но в 70-е годы отсюда возник побочный плод, который стал главным научным достижением века и, по-видимому, одним из важнейших результатов в физике за все время. Речь идет об уравнениях Максвелла. Но прежде, чем переходить к этой части истории, мы кратко расскажем, что происходило в электромагнетизме после Эрстеда, когда Френель осуществлял свою революцию в оптике.

3.4. Андре Мари Ампер (1775-1836)

Работа Эрстеда была напечатана на латинском языке 21 июля 1820 года в Копенгагене. В конце лета она стала доступной во Франции, а 18 октября профессор Политехнической школы A.M. Ампер (1775-1836) уже докладывал в Академии Наук об открытии взаимодействия двух проводников с током. Логика этого открытия после Эрстеда сейчас кажется очень простой.

Андре Мари Ампер (1775-1836)

Если ток отклоняет магнитную стрелку так же, как это делает постоянный магнит, то естественно рассматривать электричество в движении как источник магнитной силы определенного направления. Поскольку два магнита взаимодействуют, то и два тока должны действовать друг на друга на расстоянии.

Начиная с этого момента, работы Ампера следуют одна за другой и возникает здание новой науки — «электродинамики» (термин введен Ампером), в которой все магнитные явления сводятся к чисто электрическим: к взаимодействию токов. Ампер связывает с каждой молекулой вещества круговой ток, который приближенно можно интерпретировать как элементарный магнитик, намагничивание выражается как упорядочивание элементарных круговых токов.

Установленный Ампером количественный закон, характеризующий взаимодействие бесконечно малых элементов электрической цепи, позволяет вычислить силу между элементарными круговыми токами. Она выглядит как центральная сила, действующая на расстоянии через пустоту, чисто в ньютоновском духе. Дальше возникает проблема вывести отсюда следствия для электрического взаимодействия макроскопических тел. Можно представить, что такая задача требует изощренной математики и многих дополнительных предположений, но Ампер смог далеко продвинуться в ее решении.