От иммигранта к изобретателю

Выводом из максвелловского расширенного понятия электрического тока, который не был ясно указан Гельмгольцем, но который я быстро уловил у Максвелла, является следующее: электрические заряды движутся потому, что они находятся под воздействием силы. Следовательно, число фарадеевых силовых линий, проходящих через всякую поверхность в пространстве, увеличивается или уменьшается потому, что они также находятся под воздействием сил. Согласно основному Ньютоновскому закону динамики, там, где есть действие, существует и равное ему противодействие. Отсюда, пространство, включая и пустоту, должно как-то реагировать, когда фарадеевы силовые линии (то-есть когда представленное ими электричество) двигаются через него. Но если такая реакция действительно существует в пространстве, то как она может быть выражена? Фарадей и Максвелл посвятили много размышлений и экспериментальных исследований, чтобы найти определенный ответ на этот вопрос, и они нашли его.

Фарадей опытным путем доказал: если заряженное сферическое тело помещается в изоляционную жидкость, допустим в нефть или керосин, или в такой прочный изолятор как резина, или просто кусок изолятора подносится близко к нему, то сила реакции для такого заряда на сфере меньше, чем у сферического тела, окруженного безвоздушным пространством. Другими словами, жидкость и прочие изоляторы более проницаемы для электрических силовых линий (то-есть для электричества), чем безвоздушное пространство. Поэтому электрическая сила, действующая, чтобы увеличить заряд на сфере и следственно увеличить число силовых линий, проходящих через окружающую среду, будет испытывать реакцию, тем меньше чем больше проницаемость окружающей среды. Реакция изолятора против действия электрической силы представляется таким образом как реакция против прохода через него электричества, то-есть электрических силовых линий. Это представление никогда не покидало меня со времени моих студенческих дней в Берлине.

Этот же способ рассуждения относительно электрических силовых линий ведет к сходным результатам относительно магнитных силовых линий. Реакция среды против увеличения электрических и магнитных силовых линий, проходящих через нее, было вторым новым физическим понятием, введенным в науку об электричестве Фарадеем-Максвеллом.

Электромагнитная теория Фарадея-Максвелла распространила хорошо известные до этого электрические и магнитные действия и противодействия с проводников на непроводники, включая и безвоздушное пространство. Если эта теория верна, то электромагнитные колебания должны распространяться из их источника ко всем частям пространства (и не только по проводникам) определенными волнами, движущимися с определенной скоростью.

Вычисление Максвелла показало, что электромагнитные колебания распространяются через изоляторы тем же способом, каким распространяется свет, и что поэтому свет есть, по всей вероятности, электромагнитное колебание. Это является сущностью электромагнитной теории Максвелла о свете. Это и есть ответ на вопрос: что такое свет?

Таковы в общих чертах были те сведения, которые я почерпнул у Гельмгольца в ясных и понятных выражениях. И за это я всегда был ему глубоко благодарен. Он показал мне, что электромагнитная теория Фарадея-Максвелла была несравненно проще и яснее, чем я предполагал. Я не думаю, что в 1881 году в континентальной Европе был какой-нибудь другой физик, который бы смог мне дать это объяснение. Такого физика, пожалуй, не было и в 1886 году, когда я впервые прочел его замечательную речь. Мой кэмбриджский друг Найвен, редактор второго издания знаменитого математического трактата Максвелла, никогда не решался сказать мне, как Максвелл разрешил вопрос: «Что такое свет?». Не решался и Тиндаль. Я не знаю, могли ли Рэлей или Стокс или кто-либо еще в Кэмбридже, когда я был там, дать такое объяснение, какое дал Гельмгольц. Я укажу позже на один знаменательный случай, который говорит, что они, по всей вероятности этого сделать не могли.