История эфира

Для нас интересны взгляды Фарадея на природу электромагнитных явлений, которые он выработал к концу своей творческой жизни. Они получали подтверждение и развитие в его же собственных опытах, но из опытов ни в коей мере однозначно не следовали. Более того, как уже упоминалось, они, в основном, не разделялись научным сообществом.

Начинал как химик, Фарадей, возможно, под влиянием Дали воспринял идею атомов Босковича. Иезуитский священник Роджер Боскович (1711-1787) пытался на философском уровне преодолеть трудности, имеющиеся в ньютоновской концепции неделимых и недеформируемых корпускул конечного размера. Представим себе два атома в виде абсолютно твердых биллиардных шаров. Как можно представить себе лобовое столкновение таких шаров? Ведь в момент удара усилие, возникающее в точке соприкосновения, должно мгновенно передаваться на периферию, для того, чтобы каждый шар как целое изменил направление движения на противоположное. Ясно, что без фантастических предположений такое трудно реализовать. Боскович считает разумной и самосогласованной только идею точечных бесструктурных атомов, каждый из которых рассматривается только как источник силы.

Два атома Босковича могут быть в равновесии, находясь рядом. При небольшом смещении одного атома под влиянием внешней посторонней силы возникает состояние натяжения, которое убирается за счет перемещения к положению равновесия при снятии внешней силы.

Фарадей представлял себе линии электростатической силы буквально, как линии молекул Босковича в состоянии натяжения. Начиная свою деятельность с исследования электрохимического разложения растворов, он убедился, что разложение происходит вдоль всей силовой линии электродвижущей силы (э.д.с.), — полюса батареи как таковые не нужны, чтобы предсказать, что произойдет в данной точке электролита, если величина э. д. с. задана. Атом Босковича, смещенный из положения равновесия, вызывает смещение соседа, сосед передает действие дальше, пока в цепи не возникнет состояние напряжения, которое разрядится электрическим током при замыкании цепи. Ни в один из моментов атомы не являются свободными — они всегда связаны с партнерами, которые могут меняться. Если электростатическая индукция, как считал Фарадей, подобна электрохимическому разложению, то отсюда должно следовать, что электростатическая сила, подобно электрохимической, передается от частицы к частице, а не действует на расстоянии. Теперь уже недостаточно считать, что закон Кулона полностью определяет электростатическую силу, а нужно знать коэффициент k, определяемый свойствами среды между зарядами. Таким образом, концепция поля, точнее, поля сил, распространяется на всю электростатику. Индуктирующее тело и тело, приобретающее индуктируемый заряд, являются просто концами линий электростатически напряженных частиц. К 1838 году электростатическая линия силы стала для Фарадея основной реальностью во всех электрических явлениях. Внутримолекулярное натяжение он назвал электротоническим состоянием. Тела по-разному ведут себя в таком состоянии — металлы, например, не выносят большого натяжения и, раз возникнув, оно тут же разряжается (если не будет снова восстановлено). Разрушение электротонического состояния выглядит как волна, бегущая по проволоке, она же есть электрический ток.

Приступив к изучению магнитных явлений, Фарадей использовал в начале аналогичные представления в отношении линий магнитного поля, но вскоре был вынужден от них отказаться. Прежде всего у магнитных силовых линий не было источников — не было магнитных зарядов. Удивительно, сколь оригинальны и просты были опыты, с помощью которых Фарадей обнаруживал фундаментальные факты. Например, использовался такой прибор: соленоид, плавающий в воде, и магнитные стрелки, наколотые на пробки, которые, свободно двигаясь на поверхности жидкости, вычерчивают направления линий магнитного поля. При этом пробки спокойно проплывают сквозь соленоид, наглядно демонстрируя непрерывность силовых линий. Явление электромагнитной индукции обнаруживалось в следующей конструкции: «цилиндрический полосовой магнит диаметром 3/4 дюйма и длиной 8 ½ дюйма одним концом был вставлен в конец цилиндра с соленоидом; затем он был быстро внесен во всю длину и стрелка гальванометра отклонилась; далее он был удален и стрелка отклонилась в противоположном направлении». (Запись Фарадея в дневнике, 17 октября 1831 года.)