Электромагнитное поле и эфир

Положение здесь не простое. Первоначальные представления о силовых линиях, к которым пришел Фарадей, а вслед за ним и Максвелл, были рождены в эпоху триумфа ньютоновской механики. Она казалась универсальной и всеобъемлющей. Постулаты Ньютона давно перестали восприниматься как гипотезы, построенные на экспериментальном фундаменте. Их стали считать чуть ли не самоочевидными.

Ни Кулон, ни Ампер никогда не помышляли ни о каком отступлении от ньютоновских позиций. Ведь они только исследовали новые типы сил. Силам же в ньютоновской теории разрешается быть какими угодно!

По существу на тех же позициях стоял и Фарадей, с той, правда, существенной разницей, что он не признавал действия на расстоянии. Фарадея не удовлетворяло умение только писать формулы, позволяющие выразить электромагнитные силы через расстояния, скорости и т. д. Он стремился наглядно представить себе механизм возникновения этих сил. Механизм, заметим, в самом буквальном смысле слова. Это (наряду с опытами с железными опилками и кусочками диэлектрика) и привело Фарадея к представлению о силовых линиях, как о чем-то очень напоминающем обычные (пусть невидимые и вообще ускользающие от прямого контроля органами чувств) упругие нити.

Да, как это ни звучит парадоксально в наше время, и Фарадей и Максвелл стояли на позициях механического объяснения электромагнитных явлений!

Приняв гипотезу, согласно которой все пространство заполнено особой всепроникающей средой — эфиром, они пытались все электромагнитные явления свести к механическим движениям в эфире, к механическим напряжениям внутри него. Многое в нынешней теории напоминает об этом. По сей день в книгах пишут (правда, вкладывая в слова новый смысл) о «натяжениях», связанных с электромагнитным полем, о потоках и вихрях.

Судьбы научных открытий бывают порой поразительны. Фурье, например, опираясь на совершенно ошибочное представление о теплороде — жидкости, якобы являющейся носителем тепла,— создал правильную математическую теорию теплопроводности. Мы пользуемся этой теорией и поныне. Фарадей и Максвелл создали стройное здание теории электромагнетизма, опираясь на механические представления.

В этом последнем случае логика развития идей была особенно удивительной. Эфир оказался совершенно нежизнеспособным детищем. Можно было еще смириться с необходимостью приписать ему экзотические свойства. Например, наряду с огромной упругостью — ничтожную плотность и вязкость. Но постепенно выяснились обстоятельства, бросающие вызов не только требованиям наглядности (это не так уж страшно), но и самой логической цельности теории. Так, в одних опытах эфир (если он существует) должен был увлекаться вслед за движущимися телами. Полностью увлекаться! Из других опытов следовало, что увлечение является частичным. Наконец, были и такие эксперименты, которые столь же безапелляционно говорили: никакого увлечения нет! Гипотетическая среда оказалась совершенно неуловимой.