Небесные сполохи и земные заботы

Но плазма, наша «жидкость», — это сплошная аморфная масса, в которой одна часть «неучтенным» образом влияет на другую.

Казалось бы, разобраться в поведении такого проводника очень трудно. Однако дело сильно упрощается, если сопротивление проводника настолько мало, что проводник можно считать идеальным. Внутри такого проводника электродвижущая сила должна, очевидно, отсутствовать, иначе По проводнику шел бы бесконечно большой ток, чего в природе не бывает даже в сверхпроводниках. Из школьного курса физики мы знаем, что электродвижущая сила не возникает, когда нет движения проводника поперек магнитного поля. Это означает, что в идеальном проводнике движение и магнитное поле автоматически так согласуются друг с. другом, что в процессе движения нет перемещения вещества поперек магнитного поля: совершая свое даже сложное движение, проводящее вещество не пересекает его силовые линии. Если бы мы в некоторый момент подкрасили такой жидкий проводник вдоль какой–либо одной силовой линии, то потом, наблюдая, за течением, мы бы увидели, что подкрашенная линия в потоке движется и изгибается. Но стоит поместить маленькую магнитную стрелку в любую точку подкрашенной жидкости, как эта магнитная стрелочка тут же повернется и встанет в направлении подкрашенной линии. Наша подкрашенная линия, как бы ее ни изогнул поток, продолжает оставаться силовой линией! (Конечно, в реальном жидком хорошем проводнике стрелочка, помещенная на подкрашенную линию, уже не будет указывать точно ее направление, отклонение от него будет тем значительнее, чем меньше взятый нами проводник похож на идеальный.) Таким образом, силовые линии остаются как бы вклеенными в идеальный проводник и движутся вместе с ним подобно ниткам, попавшим в густой текучий клейстер. Физики называют эту согласованность с движением «вмороженностью» силовых линий, хотя сказать «вклеенность» было бы точнее. Опираясь на это свойство идеальных проводников (его можно выявить и на основе точных уравнений физики), удается просто и наглядно расшифровать по движению вещества характер магнитного поля в нем и, наоборот, по виду силовых линий магнитного поля в жидком проводнике сказать, каким будет движение этого проводника.

Концепция Данжи и есть такая расшифровка явлений в околоземном пространстве.

Рецепт расшифровки несложен. Но это простота использования. Просто включить домашний холодильник, но так ли уж многие из включающих знают принцип его устройства? Вертит человек в руках кубик Рубика. Сделать его грани одноцветными — это одна задача, задача использования; сообразить, как он устроен, — другая; придумать такое — третья. Степень сложности разная. Мы скажем здесь об идейных корнях концепции Данжи. Они касаются одной из самых серьезных философских проблем современной физики — проблемы дуализма полей и частиц. Здесь ясности я обещать не могу. Но, остановившись на этом, мы вернемся потом к нашей «ясной» проблеме использования — расшифровке.

В 1873 году вышел в свет знаменитый труд Дж. Максвелла «Трактат по электричеству и магнетизму». Он обобщал все известные факты электродинамики. Наблюдения заряженных тел, токов, соображения о реальности электрических и магнитных полей, их изменения в пространстве и во времени — все это огромное и разнообразное Нечто свелось в Ничто — несколько простых по форме математических уравнений. Исследование этих уравнений открывало незамеченные еще свойства реальных явлений.

Из уравнений Максвелла следует, что в магнитном поле есть внутренние натяжения: его силовые линии ведут себя подобно натянутым резиновым нитям, они стремятся уменьшить свою длину, а пучок их — стать толще, расправиться. Правда, у пучка резинок есть какая–то естественная для него длина и толщина, у пучка магнитных силовых линий этого нет: он всегда стремится уменьшить свою длину и увеличить толщину. Если же магнитное поле не меняется со временем, то это потому только, что его силовые линии не дают друг другу вести себя, «как им хочется».

Наличие такой проблемы — дуализма полей и частиц — видно уже вот откуда. В школе всем показывали опыт: на два проводника с токами, текущими в одну сторону, действует сила, сближающая их. Если мы обратим внимание на магнитные поля, окружающие эту пару токов, то заметим, что при сближении проводников поле между ними становится слабее, а поле снаружи от них — сильнее. Так отчего сближаются проводники? Токи — движущиеся частицы — притягиваются или наружное магнитное поле, стремясь расправить пучки своих силовых линий (мы помним, что силовые линии надо проводить тем гуще, чем сильнее поле), сближает проводники? Желающие могут специально поломать голову над этим или обратиться к литературе по философии физики. Для нас же сейчас важно, что результат — сближение проводников, как его ни понимай, — оказывается всегда одним и тем же и совпадает с показанным нам в школе опытом.

Итак, силовые линии расталкиваются, когда их «слишком много», и стараются сократиться.