| Головна |
| « Попередня | Наступна » | |
4. Електромагнітна картина світу |
||
|
Експеримент Майкельсона є прикладом того, як спроби отримати всі фізичні явища, виходячи із законів руху Ньютона, завели в глухий кут. Звичайно, не було «доведено», що неможливо розглядати поширення світла як явище механічне, але стало безумовно ясно, що висновки із законів Ньютона повинні все ж робитися «простим» способом. Крім того, існувала широка область «електромагнітних явищ». В останньому десятилітті XIX століття вони були виведені з диференціальних рівнянь «електромагнітного поля» Максвелла. Спочатку ці «рівняння поля» розглядалися як рівняння, що описують спеціальний механізм, який підпорядковується ньютоновским законам руху; сам Максвелл створив механізм такого роду. Проте висновок електромагнітних рівнянь з таких механізмів ніколи не був цілком задовільним; все більш і більш вкорінювалося припущення, хоча воно ніколи і не було доведено, що виведення рівнянь поля, який був би задовільним, неможливий. Нарешті в 1889 році Генріх Герц прямо заявив, що теорія електромагнітних явищ спирається на рівняння поля Максвелла, точно таким же чином, як ньютонівська теорія руху на ньютонівські закони руху. Зведення рівнянь поля до рівнянь руху тому позбавлене сенсу. Протягом деякого періоду фізики давали «дуалістичне» виклад своєї науки. Одна її частина розглядалася як «фізика матерії»; сюди ставилися механіка, акустика, 'теплота; інша частина - як «фізика ефіру», що містить електрику, магнетизм і оптику. Дуже скоро стало очевидним, що таке різке поділ не давала задовільного отримання всіх дослідів, касаю * щихся взаємодії між рухом матеріальних тіл і поширенням електромагнітних хвиль. Такий був очевидний результат невдачі пояснення експерименту Майкельсона на основі законів Ньютона. У 1890 році англійський фізик сер Джозеф Джон Томсон показав, що частка, що має дуже маленьку механічну масу, може володіти величезною інерцією, якщо тільки її електричний заряд або швидкість досить великі. Цей факт, який мої бути отриманий із законів електромагнітного поля; спочатку сформульовано таким чином: кожен електричний заряд володіє «удаваній масою», на поведінку якої впливає така ж сила, як і на «реальну масу». Пізніше наважилися на гіпотезу, що, можливо, ніякої реальної маси взагалі немає і що інерція є феномен електромагнітного поля. З цієї гіпотези великий голландський фізик Гендрік А. Якщо ми звернемося до експерименту Майкельсона (розглянутому в § 3) і підійдемо до його поясненню з позицій електромагнітної теорії матерії, то побачимо, що ми можемо уникнути протиріччя між теоретичним висновком і результатом експерименту. Виходячи із законів ньютонівської механіки, ми знайдемо, що 7, «<тоді як експеримент показує, що Тл ~ Тр. Нерівність випливало з слідую щіх__уравненій: ТР = Г0 / 1 - ЦГ! Сг і Тп == TOLV 1 - Q2! C2, де TQ = »2L / c. У цій формулі L позначає довжину кожного з рівних плечей інтерферометра Майкельсона, коли він знаходиться в спокої. З ньютонівської механіки випливає, що вони залишаються рівними, коли інтерферометр рухається з великою швидкістю: Якщо ми припустимо, що маса частинок, із.которих складаються плечі інтерферометра, є «електромагнітної масою» і має своїм джерелом електричні заряди, то рух у певному напрямку виробляє електричні струми в цьому ж напрямку. Сили, з якими ці струми впливають один на одного, є причиною натягу в плечах, яке в свою чергу викликає деформацію. Лорентц показав правдоподібність допущення, що результатом цих натяжений могло бути скорочення плечей у напрямку руху. Тоді довжина обох плечей в русі була б нерівною. Якщо ми будемо далі позначати довжину рухомих плечима не через L, а через і Ln відповідно, то час відбиття буде Гр2Lp / c (l-q2/c2) і Тп = ~ 2LJCY ^ \-q2l & . Лорентц зробив деякі припущення щодо розподілу електричних зарядів в частинках, з яких він зміг вивести, що формули Lp - L0 V1 - Я2! С2 і - L0 можуть бути цілком сумісними із законами електромагнітного поля. Але тоді ми маємо Tp-T0Y 1 - ГЯ, що знаходилося б у згоді з негативним результатом експерименту Майкельсона. Ми бачимо, що з електромагнітної теорії матерії можуть бути отримані нові закони руху, які містять швидкість світла з як постійну і припускають більші відхилення від законів Ньютона, якщо vjc наближається до значення, рівному 1, але які є майже тотожними з законами Ньютона, якщо v / c дуже мало. Визнання «електромагнітної теорії матерії» було дуже важливим фактором в еволюції наукової та філософської думки. З часу народження нової науки (близько 1600 роки) панівним думкою серед вчених була віра в «механистическую науку», яка означає віру в те, що фізичні явища можуть бути «зрозумілі» або: «пояснені» тільки в тому випадку, якщо ці явища: можуть бути зведені до ньютоновским законам руху. Очевидно, що електромагнітна теорія матерії підірвала підставу для такого відомості. Починаючи з Генріха Герца, було встановлено, що необхідно припинити спроби зведення всіх фізичних явищ до законів механіки. Замість цього було висунуто вимогу, щоб всі фізичні факти виводилися із законів електромагнітного поля Максвелла. Це означало радикальну зміну в значенні понять «розуміння» або «пояснення». Вимога відомості до законів Ньютона було висунуто тому, що вважалося, що ці закони «самоочевидні»; зведення до ньютонівської механіці було зведенням до інтеллігибельного принципам в сенсі аристотелевских принципів. Навряд чи, однак, будь-хто став би думати, що рівняння електромагнітного поля Максвелла самоочевидні або інтеллігибельного. Тому відмова від механістичного пояснення означав також і відмова від вимоги виведення з інтеллігибельного принципів. Рівняння електромагнітного поля Максвелла і гіпотеза Лорентца про розподіл електричних зарядів в «матеріальних» частинках були прийняті тільки тому, що спостережені факти, що стосуються руху тіл і поширення світла, могли бути з них виведені. Критерій Фоми Аквінського для «нижчої» типу істини, істини «наукової», а не «філософської», став вирішальним критерієм. Принципи фізики приймалися, якщо вони могли витримати випробування на логічний спроможність і емпіричне підтвердження. Ера механістичної фізики прийшла до свого кінця, і починалася ера логіко-емпіричної фізики. Грубо кажучи, можна сказати, що механістична ера тривала від 1600 до 1900 року і що XX століття почався з розвитку логіко-емпіричної концепції науки.
|
||
| « Попередня | Наступна » | |
|
|
||
Інформація, релевантна " 4. Електромагнітна картина світу " |
||
|
||