Статьи и речи

По странному совпадению, одновременно с появлением этой работы Герца максвелловская теория света получила в Германии новый сильный импульс благодаря небольшой, но ставшей знаменитой работе Больцмана о зависимости температуры теплоизлучения чёрного тела, в которой эмпирически найденный закон Стефана получен из максвелловского лучевого давления с помощью второго начала термодинамики.

Так накапливались указания на то, что идеи Максвелла имеют универсальное значение, а затем целеустремлённые опыты Генриха Герца с весьма быстрыми электрическими колебаниями увенчались беспримерным успехом — получением электрических волн сантиметровой длины. Благодаря этому открытию, которое привлекло внимание физиков всех стран, идеи Максвелла стали претворяться в делах и началась новая эпоха в развитии экспериментальной и теоретической физики.

Значение опытов Герца для теории Максвелла окажется ещё более важным, если учесть, что Герц с самого начала исходил вовсе не из того, чтобы утвердить теорию Максвелла. Насколько Герц был свободен от влияния теории Максвелла, яснее всего подтверждается тем фактом, что он долгое время, в противоположность теории Максвелла, полагал, что установил в своих опытах разницу в скорости распространения электрических волн в воздухе и по проводам. Лишь потом Герц выяснил, чти эта разница была обусловлена помехами из-за находившихся поблизости проводников.

Отныне победа максвелловской теории была обеспечена и ближайшей задачей стало её дальнейшее развитие в различных направлениях, в частности, в области получения и исследования волн, занимающих промежуточное положение (по своей длине) между электрическими и оптическими волнами. Среди немецких физиков, которые прославились в этой области, следует в первую очередь отметить Генриха Рубенса, который одновременно с Эрнстом Хагеном добился важного результата: он доказал, что экспериментальные данные относительно отражения света от металлов, истолкование которых представило серьёзные трудности для самого Максвелла, во всех деталях соответствуют теории Максвелла, если применять свет большей длины волны. Так то, что было предметом забот, стало одним из достижений теории Максвелла.

Правда, остаётся ещё неясным вопрос об отражении коротковолнового света от металла. Здесь мы действительно подходим к рубежу, который не могут преодолеть уравнения Максвелла, в их первоначальном виде допускающие, что материя непрерывно распределена в пространстве, и намечается необходимость введения атомистических представлений. По мере развития точных методов измерения стало ясно, что одной атомистикой вещества дело не обойдётся, что и энергия в известном смысле обладает атомистической структурой. Становится ясным и то, что различие между корпускулярными и волновыми процессами, до сих пор считавшееся чем-то само собой разумеющимся и которое мы положили в основу наших рассуждений, принципиально не осуществимо и его можно вводить лишь как предельный случай. Ибо как, с одной стороны, в однородной волне энергия фактически находится в дискретных частицах, так, с другой стороны, при столкновении двух молекул всегда наблюдаются интерференционные явления, как при наличии двух групп волн.

Максвелл не был свидетелем этого переворота, его задачей могло быть только построение и завершение классической теории, и, выполняя эту миссию, он достиг наивысшего из того, что можно себе представить. Имя его блистает на вратах классической физики и мы имеем право сказать о нём: по рождению он принадлежит Эдинбургу, как личность он принадлежит Кембриджу, а труды его — достояние всего мира.

Влияние Максвелла на развитие представлений о физической реальности

А. Эйнштейн

Вера в существование внешнего мира, независимого от воспринимающего субъекта, лежит в основе всего естествознания. Но так как чувственное восприятие даёт лишь косвенные сведения об этом внешнем мире, или «физической реальности», последняя может быть познана нами только спекулятивным путём. Отсюда вытекает, что наши представления о физической реальности никогда не могут быть окончательными. Мы всегда должны быть готовы менять эти представления, т. е. аксиоматическую основу физики, для того чтобы логически наиболее совершённым путём объяснить результаты наблюдений. Обзор развития физики показывает, что эта аксиоматическая основа действительно претерпевала со временем глубокие изменения.

После основания теоретической физики Ньютоном наиболее значительное изменение её аксиоматической основы было вызвано исследованием электромагнитных явлений Фарадеем и Максвеллом. Попытаемся уточнить этот вопрос рассматривая его развитие как до этих исследований, так и после них.