Трактат об электричестве и магнетизме

Эти физические гипотезы, однако, совершенно чужды принятому мною взгляду на вещи. Одна из целей, которую я преследую, состоит в том, чтобы дать возможность людям, пожелавшим изучить электричество, увидеть, читая этот трактат, что существует и другой способ рассмотрения данного предмета, не менее пригодный для объяснения явлений, и хотя местами, как может показаться, менее определённый, но, я думаю, более достоверно соответствующий нашим истинным знаниям как в том, что утверждается, так и в том, что остаётся неразрешённым.

Более того, с общенаучной (philosophical) точки зрения было бы очень важно провести сравнение этих двух методов - ведь каждый из них преуспел в объяснении главных электромагнитных явлений, в рамках обоих методов была предпринята попытка объяснить распространение света как явления электромагнитного и фактически вычислена его скорость. В то же время их основные взгляды на то, что происходит в действительности, а также большая часть вторичных представлений о соответствующих величинах коренным образом различаются.

Поэтому я принял на себя скорее роль адвоката, чем судьи, и скорее проиллюстрировал примерами один из этих методов, чем пытался дать беспристрастное описание обоих. Я не сомневаюсь в том, что метод, названный мною немецким, также найдёт себе сторонников и будет изложен с мастерством, достойным его изобретательности.

Я не пытался дать исчерпывающего перечисления электромагнитных явлений, экспериментов и приборов. Изучающим эти предметы и желающим прочитать всё известное о них большую помощь окажет «Трактат об электричестве» профессора А. де ля Рива (A. de la Rive, «Trait'e d’Electricit`e»), а также несколько немецких трактатов, таких, как «Гальванизм» Видемана (Wiedemann, «Galvanismus»), «Электризация трением» Рисса (Riess, «Reibungselelektricit"at»), «Введение в электростатику» Бэра (Beer, «Einleitung in die Elektrostatik») и др.

Я почти целиком ограничивался математической трактовкой предмета, но рекомендовал бы изучающему его, после того как он усвоит - по возможности экспериментально,- какие явления следует наблюдать, внимательно прочитать «Экспериментальные исследования по электричеству» Фарадея. Он найдёт там строго современный исторический отчёт о некоторых величайших открытиях и исследованиях в области электричества, выполненных в том порядке и в той последовательности, которые едва ли могли быть улучшены, даже если заранее были бы известны их результаты; они изложены языком человека, который уделял методике точного описания научных операций и их результатов много внимания ².

² «Жизнь и письма Фарадея», т. I, с. 395.

Чтение оригинальных трудов даёт изучающему любой предмет большое преимущество, ибо наука всегда наиболее полно усваивается в стадии зарождения. В случае «Исследований» Фарадея сделать это сравнительно легко - они опубликованы отдельными частями, и их можно читать последовательно. Если чем-то из написанного здесь мною я смогу облегчить изучающему понимание фарадеевских способов мыслить и выражаться, то сочту выполненной одну из главных целей своих, а именно передачу другим того восхищения, которое испытал я сам при чтении «Исследований» Фарадея.

Описание явлений и элементов теории по каждому вопросу можно найти в первых главах каждой из четырёх частей, на которые разделён трактат. Здесь изучающий обнаружит достаточно материала для элементарного знакомства со всем предметом науки.

Остальные главы каждой части охватывают более сложные разделы теории, процессы численного расчёта, приборы и методику экспериментального исследования.

Соотношения между электромагнитными явлениями и явлениями излучения, теория молекулярных электрических токов и результаты размышлений о природе действия на расстоянии рассматриваются в последних четырёх главах второго тома.

Джеймс Клерк Максвелл

1 февраля 1873 года

Содержание

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ГЛАВА

ОБ ИЗМЕРЕНИИ ВЕЛИЧИН

1.

Выражение для величины состоит из двух компонент - численного значения и наименования конкретной единицы

29

2.

Размерности производных величин

29

3-5.

Три основные единицы - длина, время, масса

30-31

6.

Производные единицы

32

7.

Физическая непрерывность и разрывность

33

8.

Разрывность функции более чем одной переменных

34

9.

Периодические и кратные функции

34

10.

Отношения физических величин к направлениям в пространстве

35

11.

Значение слов скаляр и вектор

35

12.

Разделение физических векторов на два класса - силы и потоки

36

13.

Соотношение между соответствующими векторами двух классов

37

14.

Линейное интегрирование соответствует силам, поверхностное - потокам

38

15.

Продольные и вращательные векторы

38

16.

Криволинейные интегралы и потенциалы

39

17.

Гамильтоново выражение для соотношения между силой и её потенциалом

40

18.

Циклические области и топология

41

19.

Потенциал в ациклической области однозначен

42

20.

Система значений потенциала в циклической области

43

21.

Поверхностные интегралы

44

22.

Поверхности, трубки и линии тока

46

23.

Правовинтовые и левовинтовые соотношения в пространстве

49

24.