Рассказы об электричестве

Описанное десятилетие с 1820 по 1831 год было весьма урожайным в физике. На ученых буквально обрушился поток самых разнообразных электромагнитных явлений, открытых экспериментаторами. Нужно было осмыслить их теоретически, привести в порядок и «разложить по полочкам». Первым, как я уже говорил, за это принялся Ампер. Но его теория появилась до открытия электромагнитной индукции. Затем в 1845 году немецкий физик Франц Нейман теоретически обобщил результаты опытных работ Фарадея и Ленца. А другой ученый, Густав Теодор Фехнер — физик, физиолог и философ, — попытался распространить на явление электромагнитной индукции теорию Ампера. Третью попытку построить теорию электричества и электромагнетизма в том же 1845 году предпринял профессор Лейпцигского университета Вильгельм Эдуард Вебер. Все они старались создать математический фундамент теории электромагнитных взаимодействий.

Фарадей же, который не знал математики, со своей стороны, старался построить качественную физическую картину всех наблюдаемых им явлений. «Примененный Фарадеем в его исследованиях метод состоял в постоянном обращении к эксперименту в качестве средства проверки правильности его идей и к постоянному развитию идей под прямым влиянием эксперимента» — так писал Максвелл в своем «Трактате об электричестве и магнетизме».

Фарадей всегда подчеркивал, что он высказывается только как экспериментатор. Его теоретические выводы сильно отличались от формализованных теорий Неймана и Фехнера, Вебера и других теоретиков, и многие ученые, как правило, игнорировали их. Научный мир с изумлением воспринимал его сообщения о новых экспериментальных открытиях, но относился скептически, чтобы не сказать саркастически к его теоретическим взглядам. Они считались как бы некоторым хобби виртуозного экспериментатора. А зря, потому что в дальнейшем именно качественные идеи Фарадея восторжествовали над всеми математическими теориями.

Правда, для этого они должны были также быть облечены в строгую математическую форму. И это сделал Джемс Клерк Максвелл в шестидесятых годах прошлого века сначала в статьях, а потом в капитальном труде под названием «Трактат об электричестве и магнетизме», вышедшем в свет в 1873 году.

Первая же статья Максвелла «О фарадеевских силовых линиях» была им написана еще студентом Кембриджского университета и доложена Кембриджскому философскому обществу в 1855 году. Автору шел тогда всего двадцать четвертый год… Но уже тогда он писал: «Современное состояние учения об электричестве представляется особенно неблагоприятным для теоретической разработки. Законы распределения электричества по поверхности проводников были выведены из опытов. В некоторых своих частях математическая теория магнетизма была установлена, между тем как в других — недостает опытных данных… Современная теория электричества и магнетизма, охватывающая все относящиеся сюда явления… должна строго удовлетворять законам, математическое выражение которых уже известно, и, кроме того, давать способы вычисления явлений в тех предельных условиях, когда известные формулы неприменимы».

Прошло несколько лет, и Максвелл создал такую теорию, создал классическую электродинамику со своими знаменитыми уравнениями, удовлетворяющими всем тем требованиям, которые были выдвинуты в его юношеской статье.

Индукционные приборы Фарадея.

Большой королевский магнит Фарадея.

Майкл Фарадей — человек

Конечно, Фарадей занимался не только опытами. Он много работал, но умел со вкусом и отдыхать, время от времени отправляясь с женой по традиции в Бат или Брайтон на модные курорты.

«Он не любил светского общества, но театр привлекал его и приводил в лихорадочное опьянение, — пишет французский физик Дюма. — Закат солнца в деревне, буря на морском берегу, альпийские туманы возбуждали в нем живейшие ощущения; он понимал их, как художник, бывал взволнован, как поэт, или анализировал их, как ученый. Взгляд, слово, жест — все выдавало в таких случаях тесную связь его души с душой природы».