История эфира

Другой особенностью Фарадея по сравнению с людьми, получившими университетское образование, была способность воспринимать вещи без вспомогательных теоретических лесов. Так, если объективно не менее сильный ум Ампера чувствовал необходимость все свести к действию центральных сил, чтобы сохранить ньютоновский взгляд на природу, то Фарадея, кажется, совсем не смущала идея циркулярной силы, так как благоговение перед ньютоновскими концепциями у него не было заложено с детства.

За десятилетие с 1821 по 1831 год в дневниках Фарадея почти нет записей об электромагнитных проблемах, хотя он делал безуспешные попытки вызвать ток с помощью магнитов, то есть пытался осуществить то, что не имело смысла в теории Ампера. К 1831 году Джозеф Генри в Нью-Йорке сконструировал мощные электромагниты, и вскоре было обнаружено явление изменения их полярности при быстром переключении питающих проводов. Используя новую технику и действуя чисто эмпирически, Фарадей смог 17 октября 1831 года обнаружить явление электромагнитной индукции: возникновение в цепи электрического тока при изменении внешнего магнитного поля. Фарадей, фактически, построил модель первой динамомашины, что через 100 лет должно было изменить облик Земли. Но эта сторона вопроса абсолютно его не интересовала. В течение последующих 25 лет он целенаправленно изучал только две вещи: способ, каким электрические и магнитные силы передаются в пространстве, и связь между этими силами и весомой материей. Начиная с первой серии «Экспериментальных исследований по электричеству», представленной Королевскому Обществу в ноябре 1831 года, его работа с перерывами продолжалась вплоть до 1855 года, когда появилась последняя, 30-я серия.

Хотя Фарадей называл себя «скептиком относительно теорий», на самом деле его серии «Экспериментальных исследований...» содержат постепенное возведение стройной теоретической концепции. К сожалению, она воспринималась большинством современников как чудачество великого экспериментатора. Взгляды Фарадея казались слишком наивными, несмотря на то, что они вели его сквозь лабиринты разнородных фактов и помогали находить правильные варианты постановки опытов, приводящих к открытиям. Но через 20 лет Максвелл первым счел нужным серьезно продумать теоретические высказывания Фарадея. Оказалось, что его формулировки просто и естественно переводятся на язык соответствующей математики. Не сильно утрируя ситуацию, можно сказать, что для создания окончательной теории электромагнитного поля потребовалось лишь образной символике Фарадея поставить в соответствие символику математическую, иначе говоря, записать в виде формул почти буквально то самое, что Фарадей говорил словами. Оговорка «почти» здесь не случайна — Максвеллу все-таки пришлось добавить в свои уравнения один (и стоит подчеркнуть, всего один!) дополнительный член, называемый «током смещения» (подробнее об этом позже). При этом эффекты от этого члена Фарадей вовсе не пропустил. Просто они не должны были проявляться в том круге вопросов, которые он изучал.

В электромагнетизме Фарадей сделал три замечательных открытия, причем любого из них в отдельности было бы достаточно, чтобы его имя осталось в науке.

Первое — уже упоминавшееся открытие электромагнитной индукции.

Второе — открытие диамагнетизма, т. е. свойства всех без исключения веществ в природе приобретать во внешнем магнитном поле компоненту намагниченности против направления поля. До этого реакция на магнитное поле наблюдалась на протяжении сотен лет, но лишь у ограниченного числа веществ — парамагнетиков, которые относительно сильно намагничиваются по полю. (Кстати, слова «парамагнетик», «диамагнетик», а также всевозможные производные от них были введены Фарадеем, который, вообще, уделял большое внимание изобретению адекватной терминологии. От него в современную науку пришли анод и катод, электрод, электролит, электромагнетизм, положительное и отрицательное электричество и т. д.)

И, наконец, третье открытие Фарадея — вращение плоскости поляризации света в магнитном поле.

В каждом случае Фарадей устанавливал факт взаимодействия между сущностями, до того не связанными между собой. Сейчас для физика является общим местом утверждение о всеобщей связи явлений, вопрос лишь в точности, к которой следует стремиться, чтобы заметить эту связь. Но именно Фарадей в наибольшей степени способствовал утверждению таких взглядов. Нужно сказать, что ему сильно повезло. Во всех случаях он действовал слепо, заранее не зная на каком уровне, при каких интенсивностях полей можно ожидать появления новых эффектов. Более того, он не имел надежных представлений об их характере. В таких условиях открытия обычно делаются случайно и, в соответствии с законами вероятности, один раз в жизни. Но, как видно, к Фарадею эти соображения не относятся. Теория вероятности — для обычных людей.