Об одном великом споре

Задолго до того, как в науке появились представления о молекулярном движении и его статистическом описании, в недрах самой механики возник такой, на первый взгляд, не очень уж важный вопрос: мгновенно ли осуществляется взаимодействие между телами, или для этого требуется определенное время?

В главах о гравитационных и электромагнитных силах мы подробно расскажем о споре сторонников «дальнодействия», т. е. мгновенного взаимодействия прямо через пустое пространство без каких бы то ни было посредников, и тех, кто отстаивал идею близкодействия, прямо противоположную первой. Аргументы, наметившие перелом в этом споре, появились одновременно с созданием теории электромагнитных явлений. И эти аргументы были в пользу близкодействия. Здесь впервые со всей очевидностью выяснилось, что весточка о каждом заряде, или токе, не мгновенно разносится на любые расстояния, что передача взаимодействия происходит лишь за определенное время. Иными словами, любой «сигнал» распространяется хотя и с очень большой, но все же не бесконечной скоростью. И как только это было Доказано, сразу же встал вопрос: а как же ньютоновская механика? Ведь в механике действия тел друг на друга всегда являются взаимными. Сила, с которой, к примеру, книга давит на стол, равна по величине и противоположна по направлению силе, действующей со стороны стола на книгу. Действие всегда равно противодействию согласно третьему закону Ньютона.

Если же быстро передвинуть один из двух взаимодействующих зарядов, то другой некоторое время этого не почувствует. На него будет действовать прежняя сила, в то время как первый, едва переместившись, сразу же окажется под действием изменившихся сил. Действие оказывается не равным противодействию.

Это не мелочь и, как мы увидим в дальнейшем, не случайная деталь. Все дело в том, что посредник, выступающий при взаимодействии зарядов — электромагнитное поле,— не является механической системой, т. е. не может быть описано механикой Ньютона. Об электромагнитном поле нельзя говорить как о системе материальных точек, движущихся по законам ньютоновской механики. Самый язык механики, весь арсенал ее образов не годится здесь для описания объекта. Это очень важно! Ведь если теряет силу механическое описание, то и о силах, которые ясно и точно определены только в механике, говорить уже нельзя. Нужно вводить какие-то другие мерила взаимодействия. Искать их долго не приходится. Энергия и здесь превосходно справляется с этой ролью.

Положение вещей в теории электромагнитных явлений отнюдь не исключительное. Завоевавшая теперь безусловное господство точка зрения близкодействия, т. е. взаимодействия посредством тех или иных полей, наносит решающий удар силам как инструменту описания взаимодействий.