34 Принципы дальнодействия и близкодействия

Принцип дельнедействия и принцип близкодействия. Роль концепции эфира в формировании понятия поля

В механике Ньютона тела взаимодействуют на расстоянии, и взаи­модействие происходит мгновенно. Именно эта мгновенность переда­чи взаимодействий и обусловливает ненужность какой-либо среды и утверждает принцип дальнодействия. Известно, что Декартом раз­вивалась противоположная точка зрения на природу взаимодействий, согласно которой материя взаимодействует с материей лишь при не­посредственном соприкосновении. Таким агентом, передающим взаи­модействия от тела к телу, являются частички эфира. Известны два альтернативных взгляда на природу света - корпускулярная точка зрения, отстаиваемая Ньютоном, согласно которой свет — поток час­тиц, корпускул. И точка зрения Гюйгенса о волновой природе света, согласно которой свет — это волна, распространяющаяся в упругой механической среде, которая есть светоносный эфир. Как писал Кель­вин: «Многие труженики и мыслители помогли выработать в XIX в. понятие «пленума» — одного и того же эфира, служащего для пере­носа света, теплоты, электричества и магнетизма». Тем не менее идея абсолютного пустого пространства одерживает благодаря автори­тету Ньютона победу над концепцией эфира вплоть до начала XIX в. И лишь работы Т. Юнга и О. Френеля по изучению явлений интер­ференции и дифракции света (явления интерференции и дифракции сами по себе свидетельствуют именно о волновой природе света) приводят к возрождению концепции светоносного эфира.

Гипотеза упругих колебаний эфира на повестку дня выносила воп­рос: неподвижен ли сам эфир или же он движется? Если он движется, то увлекается ли движущимися телами? Все точки зрения, базирующи­еся на динамических теориях эфира, оказались несостоятельными и были опровергнуты специальной теорией относительности-Эйнштейна, подготовив, тем не менее, необходимую почву для ее возникновения.

Хотя гипотеза эфира была устранена наукой XX в., она оставила, несомненно, важный след в формировании физических понятий. Ведь принятие эфира — это, по существу, принятие точки зрения близко­действия — передачи взаимодействия от одной точки эфира к другой, что привело в исследованиях М. Фарадея и Дж. Максвелла к выра-отке понятия поля, которое последний рассматривает как возбуж­денное состояние эфира.

.

К началу XX в. физика изучает материю в двух ее проявлениях -веществе и поле. Обе эти модификации рассматриваются как рав­ноправные, обе обладают такими характеристиками, как энергия, масса, импульс. Частицам вещества приписываются такие свойства, как диск­ретность, конечность числа степеней свободы, в то время как поле характеризуется непрерывностью распространения в пространстве, бесконечным числом степеней свободы. Структура электромагнитного поля резюмируется в семи уравнениях Максвелла. Эти уравнения от­личаются от уравнений механики. Уравнения механики применимы к областям пустого пространства, в которых присутствуют частицы. Урав­нения же Максвелла применимы для всего пространства, независимо от того, присутствует ли там вещество (в том числе заряженные тела), иными словами, позволяют проследить изменения поля во времени а любой точке пространства, то есть получить уравнение электромаг­нитной волны. Уравнения Максвелла позволяют описывать все извес­тные электрические и магнитные явления. Исходя из своих уравнений, после ряда преобразований, Максвелл устанавливает, что электромаг­нитные волны распространяются с той же скоростью, что и свет, и приходит к выводу о том, что свет — это электромагнитная волна, что было позднее, уже после смерти Максвелла, экспериментально под­тверждено Г. Герцем.

Поле возникает как развитие идеи эфира, утверждая принцип близ­кодействия, отвергая представления о пустоте, о вакууме. Специаль­ная теория относительности лишит эфир его основного механичес­кого свойства — абсолютного покоя. Ибо, по словам Эйнштейна, «... введение «светоносного» эфира окажется измышлением, поскольку в специальной теории относительности не вводится «абсолютно по­коящееся пространство», наделенное особыми свойствами». И эфир, будучи изгнан из физической теории, унесет с собой концепцию даль­нодействия и концепции абсолютного пространства и абсолютного времени.