Страницы истории науки и техники

Но уже самой настоящей трудностью для попытки механистического объяснения всех физических явлений стал опыт Эрстеда. Напомним, что в опыте Эрстеда, описание и схема которого приведены выше, магнитная игла под действием электрического тока поворачивается в положение, перпендикулярное плоскости контура электрического тока, т. е. на магнитную иглу действует сила, перпендикулярная к линии, проходящей через иглу и контур. Как это объяснить с точки зрения механики?

Не меньшие, а может быть, и большие трудности составило объяснение распространения света. Во времена Ньютона и Гюйгенса, как уже говорилось, велась дискуссия о природе света между сторонниками корпускулярной и волновой теорий света. Каждая из этих теорий имела свои преимущества. В середине XIX в. предпочтение было отдано волновой теории, главным образом по причине того, что волновая теория давала объяснение дифракции света, т. е. отклонению световых волн при распространении света вблизи краев непрозрачных тел, сквозь узкие отверстия, щели и т. д. Раз была принята волновая теория света, то, казалось бы, должна существовать среда, субстанция, в которой распространяются световые волны. В этом случае все согласовалось бы с механическими представлениями.

Но что это за среда? Не оставалось ничего другого, как предположить существование еще одной гипотетической среды — эфира, — заполняющей всю Вселенную. Против существования эфира были выдвинуты очень серьезные возражения. Дело в том, что из небесной механики известно, что межзвездное пространство, которое должно быть заполнено эфиром, не оказывает какого-либо сопротивления движению небесных тел. Но если это так, то не может быть взаимодействия между частицами эфира и частицами твердых тел.

Однако свет, проходя, например, через воду и стекло, или, можно сказать, через эфир, в который «погружены», в котором «купаются» вода и стекло, изменяет свою скорость. Как можно объяснить этот факт, если исключить взаимодействие между частицами эфира и частицами вещества? Но мы уже должны были пойти на это, рассматривая движение небесных тел в эфире.

Какой можно сделать вывод из всего сказанного? Трудности, с которыми мы сталкиваемся, пытаясь распространить механические принципы на электрические и оптические явления, оказываются непреодолимыми. Поэтому наука должна была отказаться от признания особой, универсальной роли механики, хотя сама по себе механика занимает почетное место среди других наук.

Что касается эфира, то о нем речь пойдет ниже.

Фарадей. Максвелл Электромагнитное поле

Фарадей и Максвелл являются одними из наиболее крупных ученых XIX в. Оба они имели очень широкий круг научных интересов, были людьми разносторонними. Но, по всей вероятности, наиболее крупным их достижением, которое правильно было бы рассматривать как общее, обоим им принадлежащее, является введение понятия электромагнитного поля и разработка его теории (хотя Фарадей родился на 40 лет раньше Максвелла и вместе в буквальном смысле этого слова они никогда не работали).

Позднее в это направление большой вклад внес немецкий физик Генрих Рудольф Герц (1857–1894).

Вот как оценивают исследования в области электромагнитного поля А. Эйнштейн и Л. Инфельд: «Во второй половине девятнадцатого столетия в физику были введены новые революционные идеи; они открыли путь к новому философскому взгляду, отличающемуся от механического. Результаты работ Фарадея, Максвелла и Герца привели к развитию современной физики, к созданию новых понятий, образующих новую картину действительности»[301].

Несколько слов о Фарадее. Английский физик и химик, член Лондонского королевского общества, иностранный почетный член Петербургской Академии наук Майкл Фарадей (1791–1867) родился в Лондоне, в семье кузнеца. Он учился в начальной школе, но уже в возрасте 14 лет его официальное образование закончилось — Фарадей поступил учеником в переплетную мастерскую. Интерес к науке Фарадей проявлял с раннего возраста: много читал, посещал различные публичные лекции, в частности лекции известного английского физика и химика Дэви, о котором выше уже говорилось. Лекции Дэви произвели на Фарадея большое впечатление и усилили стремление посвятить свою жизнь науке. Он обратился к Дэви с письмом, в котором просил принять его на работу в Королевский институт, где проводил свои исследования Дэви, и в 1813 г. был туда зачислен лаборантом. Сначала Фарадей сопровождал Дэви в его поездке в Европу, ознакомился с рядом лабораторий Франции и Италии, затем помогал Дэви в его исследованиях в Королевском институте, проявив при этом блестящие способности. Научная деятельность Фарадея и в дальнейшем протекала в Королевском институте; он вскоре получил возможность проводить исследования самостоятельно. В 1824 г., в возрасте 33 лет, Фарадей был избран членом Лондонского королевского общества.