История Настольный словарь
Главная страница > Энциклопедический словарь Гранат, страница > Физика

Физика

Физика (от греческого слова «роз;;, природа), учение о природе. Под таким заглавием была написана Аристотелем в IV в до и. эры энциклопедия современных ему сведений о природо в самом широком смысле этого слова. То, что мы теперь понимаем под словом „Ф.“ — учение о более или менее определенном классе явлений, наблюдаемых в вещество или материи,—выделилось пз общего цикла наук о природе, входивших в аристотелевскую Ф., лишь много позлее, слишком 2000 лет спустя, и, например, еще в 1830 г. в лейпцигском университете одно лицо преподавало и Ф., и физиологию, и естественные науки.

1. Цели и методы Ф.; наблюдение, опыт и гипотеза. Применение приборов и математики. Цели, преследуемые современной Ф., те лее, что и цели всего естествознания — открыть, исследовать и объяснить явления природы. Открытие и исследование явлений выполняются при помощи наблюдения и опыта, а объяснение состоит в установлении закономерной связи данного явления с другими, нам ранее известными, и сведении, т. обр., сложных явлений к явлениям все более и более простым, все менее и менее требующим себе объяснения. Это достигается при помощи известных предпололсеннй, т. ц. гипотез

(смотрите), без которых вообще невозможно ни исследование, ни объяснение явлений. Эти гипотезы высказываются на разных стадиях нсследаванпя и имеют целью объяснить известные уже явления, связав их между собою одной причиной. Если гипотеза удачна, то она дает возможность чисто логическим путем вывести ряд следствий, предсказать ряд явлений — новых, еще не наблюдавшихся, и предсказать их не только качественную, но и количественную сторону. Последнее новоз-молшо без помощи математики, и потому наибольшего развития и достигли только те отделы естествознания (в частности Ф.), к которым применение математики оказалось возмолшо в наиболее широких границах. С этой стороны успехи Ф. тесно связаны были всегда с успехами математики. С другой стороны, столь же могущественное орудие исследования в Ф.—опыт—стоит в тесной связи с успехами технических знаний, так как по мере прогресса науки явления, подлежащие исследованию, становятся все более и более „тонкими“, все менее и менее доступными непосредственному применению наших органов чувств и вынуждают нас прибегать к помощи физических приборов и инструментов, часто очень и очень сложных по своей конструкции и выполняемых лишь при стоянии техники на надлежащей высоте.

Эти условия прогресса физических знаний создались, гл. обр., к началу XIX и в течение всего XIX в., что и было причиной черезвычайно быстрого и плодотворного развития физики именно в эту эпоху: XIX в может быть назван веком Ф.

2. Ф. древних. Умозрение и дедукция. В эпоху Аристотеля, как и ранее и позлее нее, техника — по преимуществу военная и инженерная—существовала. Ирптти к техническим сооружениям очень слоленого характера нельзя без помощи предварительного накопления сведений о природе и притом но только путем наблюдений, но, несомненно, и опыта: и тот-лсе, например, Аристотель делал опыты (определение веса воздуха, падение тел и др.), но отсутствие возможности прилолсенпя математики сводило объяснение физических явлений в эту и позднейшие эпохи к применению лишь гипотез чисто умозрительного или даже диалектического характера. Подъем жидкостей под поршнем в насосах „объяснился“ как боязнь природой пустоты; круговое движение признавалось „совершенным“ движением, потому что мы его наблюдаем на небе, а прямолинейное движение являлось следствием стремления тел к центру или от него. Отсюда вытекало разделение тел на тяжелые и легкие и, следовательно, различие в скоростях их падения на землю. Однако, тот же Аристотель знает, что звук—это процесс движения в материал!,пых средах, и предполагает, что аналогичного происхождения и явления света (движение эфира), исходящего из тел и попадающего в глаз. „Свет есть действие прозрачного. Цвет тел приводит в движение прозрачное, как воздух, и через это прозрачное приводит в движение органы чувств“. „Татеже звуком и запахом приводится в движение воздух“. Стремлением все объяснить из одной гипотезы, не могущей быть, однако, проверенной, отмечена вся физика древних. И замечательно, что в этих гипотезах мы находим начала того, что много позлее вошло и в современную Ф. Единство материи — происхождение разных ее видов из одного основного; сохранение вещества (ого массы, согласно ф. XIX в.), атомное строение материи, эфир — все это в зачатках уже есть в Ф. древних. Гипотеза об атомном строении тел зародилась, вероятно, у халдейских магов и в Египте; в Европу — Грецию принесли ее Левкипп и его ученик Демокрит Абдерский (460—370 до и. э.). „Атомы и пустое пространство—начала вселенной; все остальное не реально, а лишь кажется. Атомы бесконечны числом и, вращаясь, носятся но вселенной; таким образом происходит все: огонь, вода, воздух, земля. Солнце и луна, равно как и душа состоят из образованных атомами вихрей и циркуляций“. Но параллельно с этим.например, иритялсение магнитов между собою объясняется Лукрецием—написавшим в I в до н. э. новую энциклопедию естествознания и воскресившим научную философию Демокрита, — как результат образования между магнитами пустогопространства, потому что магниты выбрасывают из себя особые частицы, вытесняющие воздух между магнитами, причем последние и устремляются, благодаря действию воздуха, в эту пустоту.

Так, применение, глав, обр., дедуктивного метода исследования на слишком ранней фазе изучения явлений, невозможность приложения математических методов, еще не бывших созданными, и, наконец, отсутствие установленной рациональной терминологии, что заставляло пользоваться в научных исследованиях обыденным разговорным языком,—все это было причинами неуспеха физической философии древних. „Ничто не имеет в себо никаких различий; нет различий и в лишении или отрицании. Пустота есть лишение или отрицание материн. Следовательно, в пустоте но может быть верха и низа; в пустоте не могли бы тела двигаться вверх или вниз, а это они должны делать по своей природе“. Отсюда вывод, что в природе невозможна пустота —вот типический образец многих рассуждений древних философов по физическим вопросам.

Но это не мешало все же накоплению правильных сведений о физических явлениях и постепенному развитью методов наблюдения и исследования. Уже Фалес в VII в до н. э. предсказал солнечное затмение, знал геометрические свойства треугольников, но он же представлял себе землю, как диск, и воду считал общим родоначальником всех тел, причем последний взгляд держался в Ф. даже до XVII в.

В 275 г. до н. эры было выполнено Эратосфеном первое градусное измерение земли и к этому времени для многих мыслителей было не только несомненно, что земля—шар, и что но она, а солнце в центре нашего мира, но люди ул;е смогли сделать первые попытки оценить расстояние земли от солнца, размеры последнего и т. и. (Аристарх Самосский, 270 до н. эры; Гиппарх, 150 до н. эры). Творцами же собственно ф. до средневековой эпохи были Архимед (механика), Евклид и Птолемей (геометрическая оптика), Пифагор и Евклид (акустика, музыка), Герон (физические свойства газов и паров)·

За исключением Архимеда—это были ученые александрийской школы, начало которой было пололсено в 250 г. до н. эры основанием музея в Александрин, и которая создалась у самых истоков древнего знания, ибо в Египте, как и в Греции и Риме, как и в других государствах древней эпохи, физические знания были но преимуществу в руках жрецов и в значительной мере слулсили целям культа. Это и было причиной той тайны, которой эти знания были окутаны, и Ф. того времени была смесью собственно ф. с метафизикой и мистикой. Рим не внес ничего в прогресс Ф., и только знаменитая поэма Лукреция „О природе вещей“ сохранила нам ту космогоническую картину, которая удовлетворяла выдающихся мыслителей императорского Рима в первом веке до начала нашей эры. Затем наступили такие события политической и религиозной лсизнн культурного мира той эпохи, что прогресс знаний надолго затормозился.

3. Физика средних веков. Магия и волшебство. Христианство, уничтолсая языческих богов и их храмы и алтари, уничтожило и древнюю науку. В этой борьбе старое язычество пыталось уже в IV и V в.в. н. эры противопоставить чудесам и таинствам христианства результаты древних физических знаний, окутанные пантеистическим мистицизмом, в которых Ф., химия и астрономия причудливо переплетались с мифологией и демонологией. И с этого времени на целое тысячелетие и далее более Ф. превратилась в магию, химия—в алхимию, астрономия—в астрологию.

Однако, и в этом не было спасения для древней науки. Убийство Гипатии (смотрите) в Александрии христианской чернью (415), уничтожение храма Сераписа и закрытие далее афинских школ Юстинианом (529)—изгнало знание е арены христианского мира на много лет-на V, VI, VII и VIII в.в.

Религиозные идеи, борьба духовной и светской власти, крестовые походы, нашествия персов и арабов, славян, норманнов, а наконец и турок не могли благоприятствовать спокойному изучению физического мира, а духовный авторитет еще в IV и V в.в. решительно признал всякое физическоезнание бесполезным. Наука, как языческая, была признана еретической, и чтение древних авторов было запрещено. Всякое новое физическое явление признавалось произведенным невидимыми и фантастическими причинами, таинственными и сверхчувственными агентами. физические науки получили название тайных, химия—стала черной наукой; осталась одна астрономия, которая была нужна для церковных целей.

Если древние науки не погибли совсем, то это благодаря арабам, сохранившим древнее знание в течение трех веков (половина VIII — половина XI в.): они явились наследниками и продолжателями александрийской школы. Изучение строения глаза (Альхазен, 1100), сферические зеркала, происхождение сумерек и рефракции, маятник для измерения времени; способы определения удельного веса (ареометр и пикнометр) и первые таблицы удельных весов тел, основания научной химии (Гебер); наконец, создание алгебры—всем этим мы обязаны арабам. Они лее сохранили до нас и древнюю научную литературу, перед которой, однако, они благоговели до того, что, нанр., Аверроэс (1126—1206) объявил, что, „Аристотель довел науки до высшей возможной степени, измерил весь их объём и установил их конечные и неизменные границы“. И этот завет последнего арабского ученого имел силу в Европе в течение четырех столетий.

Арабские переводы древних писателей понемногу проникали в Западную Европу, копировались, переводились. В монастырях „то счищают древние пергаменты, чтобы на месте текста Цицерона написать толкование на псалмы, то уничтожают творения Архимеда, то копируют латинский перевод с еврейского перевода одного арабского комментария к арабскому же переводу с сирийского перевода Аристотеля“. Но все же физические книги последнего запрещаются для монахов, и в XII и в средине XIII в теология стала единственной истинной философией. Логика стала универсальной наукой с авторитетом религиозного верования. Всякая истина стала чистой религией, заблуждение в этой истине—ересью,

ОАО

oUo

п при таких условиях Ф. могла стать только метафизикой. Священное писание и логика Аристотеля в руках невежественных людей породили особую теологическую науку средних веков — схоластику, где серьезно дебатировали, наир., вопрос о сне и питании ангелов или о детях дьявола и ведьмы. Ф. была волшебством, она так и называлась „magia naturalis“, а занятие волшебством грозило процессом, пытками и костром (последний процесс о ведьмах 1783 г.). Тщетно в течение почти всего XIII в Рожер Бэкон проповедовал необходимость опытного знания, громил Аристотеля и доказывал невозможность магии: еще два века позлее молитвами и анафемами с колокольным звоном люди пытались остановить движение кометы 1456 г.

4. Ф. эпохи Возрождения. Применение индуктивного метода. Опровержение учения древних о тяжести и пустоте. Но в это время уже родился Леонардо да Винчи (1452), и с него можно начать счет возрождения Ф. „Для познания природы и.для извлечения из этого возможной пользы надо начинать с наблюдения, переходить к опыту и с его помощью пытаться найти причину; затем формулировать правило (закон явления) и подвергнуть его вычислению“, — так говорил Леонардо. „Механика—рай математических наук, нбо с помощью нее можно вкусить от плодов математического знания“,— и в этих словах весь метод современной нам Ф., которому первый следовал и сам Леонардо. Он первый построил гигрометр, определил звукопроводность воды, дал первые наблюдения над явлением диффракцип света и научное описание капиллярных явлений. Он положил первые основания учению о волнах, делал первые опыты над трением и ввел в механику ряд новых понятий (например, статический момент силы). Леонардо знал сущность основных законов движения и пользовался ими, нигде не дав, однако, им ясной формулировки, и, имея верные представления об устройство вселенной, Леонардо но дал резкого и окончательного опровержения космогонии Аристотеля, оставив этот труд своему современнику на севере, ]&рошл—Копернику

(1507). А десятью годами позже Лютер прпбпл свои 95 тезисов к церковным дверям в Виттенберге.

Наступила эпоха реформ не только религиозных, но и научных идей и представлений. Зарождалась современная нам Ф.

Первые шаги новой науки были в области механики и астрономии. Галилей (1564 —1642) открывает путем опыта законы падения тел, опровергает аристотелево учение о тяжелых и легких телах и рассматривает движение маятника как случай падения тел. Он впервые ясно указывает на принцип инерции вещества и собственноручно строит телескоп и микроскоп. Направленный на небо телескоп Галилея открывает ему спутников Юпитера, фазы Венеры, особую форму Сатурна и опровергает аристотелево учение о солнце, как „чистейшем огно“: на солнце оказываются пятна. Но природа еще боится у Галилея пустоты. Современник Галилея Стевин разрабатывает гидростатику, устанавливает понятие о давлении в жидкостях, а ВангГельмонт впервые различает разные виды „воздуха“ (водород, углекислота) и вводит в науку слово „газ“, сам, однако, оставаясь алхимиком. Наконец, английский медик Гильберт, (1540 — 1603) дает первую разработку учения о магнетизме, как отдельной главы физики, устанавливая различие между явлениями магнитными и явлениями электрическими. Но излагая впервые систематически названные явления, Гильберт еще но знает отталкивания наэлектризованных тел, не раз-, личаетдвух видов электричества и электрические взаимодействия объясняет действием особых истечений. Сторонник идей Коперника, Гильберт объясняет движение планет магнитными их притяжениями и отталкиваниями, а мгновенное распространение света являотся для него доказательством существования в природе пустоты.

Несмотря на все это, и во второй половине XVI и в начале XVII в новое естествознание продолжает быть магией; в соответствии с этим Ж. Б. Порта пишет свою энциклопедию естествознания конца ХУГ в., „безумнейшую из книг“ по выражению историков, где(

однако, улсе фигурирует наш .волшебный фонарь“ XIX в., и среди массы мистических и суеверных утверждений описывает применение пара к поднятию воды в трубах.

В 1616 г. книга Коперника о вращении земли была запрещена в католических странах, и это запрещение лежало на ней в течение двух веков (до 1822 г.); однако, это не помешало в это же время опубликованию в Германии исследований Кеплера, так как протест Лютера и др. в области веры мало по малу подготовил протест и в области науки. Три закона движения планет около солнца были выведены Кеплером из наблюдений Тихо Брого и явились одним из первых завоеваний положительного знания в области астрономии, добытых научным индуктивным методом, и первым фактическим опровержением законов Аристотеля в мире планет. Однако, тот лее Кеплер был астрологом Валленштейна, а движение планет обусловлено у него особым носителем силы, который „кружится в мировом пространство на подобие реки или вихря, двигаясь быстрее, чем планеты“. И Тихо не мог принять системы Коперника, потому что она противоречит Библии, а в сентябре 1624 г. парижские богословы грозили смертью за всякое публичное осуждение учения древних.

Новые пути развития для естествознания были всо лее открыты, они были проверены на примерах, и этим был внесен, дух свободной критики в науку и подорвано значение авторитетов в дело изучения природы. Интерес к делу научного исследования охватил тогда широкие круги в разных странах Европы: одно за другим следовало открытие новых явлений в самых разнообразных областях естествознания, строились новые приборы (наир., барометр, термометр и др.), родилась мысль о необходимости в обмене мыслей между людьми, интересующимися исследованием природы,— и вторая половина XVII в отмечена всюду в Европе созданием ученых обществ и академий. И после опровер-лсения аристотелевской механики и астрономии опыты Торричелли, Герике и Ласкали к средине XYH в опровергли Окончательно и аристотелево учение о невозможности пуртотрц она была получена опытно в барометре Торричелли, в воздушном нососе Герике, в опытах Паскаля.

Около того же времени Бойль в Англии и Мариотт во франции обнаруживают впервые количественные свойства газов (закон их сжимаемости), а в Италии Гримальди открывает поразительное явление в области оптики, когда „свет, сложенный со светом, дает тьму“ (т.н. явление интерференции света) и, внимательно изучая цветные полосы около тени палки (т. н. явление диффракции света), правильно сравнивает процесс распространения света с процессом распространения звука и с волнами на поверхности воды. Он ставит „цвета“ тел в зависимость от скорости колебаний „светового вещества“ и является предтечей Ньютона в деле открытия явлений „дисперсии“ света. Особая мировая среда представляется Гримальди нужной и для объяснения магнитных взаимодействий ее состояниями или движениями.

5. Картезианская Ф.: мир, как механическая система. Но человеческая природа такова, что мыслящие люди не могут удовлетвориться при изучении природы составлением просто систематического каталога явлений и собрания рецептов, по которым явления могут быть воспроизведены. Это изучение необходимо связано с потребностью обобщения и объяснения. Демокрит, Аристотель и другие философы древности брались за такио объяснения слишком рано и потому лишь случайно могли получить кое о чем более или менее правильное представление. II эта ошибка мысли была повторена в XVI в Декартом и Гассенди.

Знаменитый математик, открывший аналитическую геометрию, — Декарт отверг философию, схоластику и всю книжную ученость древних. Он верно понял внешний мир как некоторую механическую систему, где всякиевзаимодействия тел возможны лишь путем непосредственной передачи, непосредственного сообщения от точки к точке, от частицы к частице. Но в эпоху Декарта но было достаточно данных, чтобы построить такую систему на научных началах (их нет у нас и ныне). И Декарт, переоценив безошибочность члстого логического мышления, проверенную им в математике, приложил тот же способ априорно к Ф., желая, например, определить прежде всего самую „природу тяжести“, самую ее сущность. Сущность всякого тела, по Декарту,—его протяжение; пустота, если бы существовала, имела бы протяжение, т. е. была бы телом, материей. Следовательно, пустоты нет: все пространство есть в то лее время и вещество, составленное из равных угловатых телец, ибо „это самое простое, а значит и самое естественное предположение“. Это вещество находится в движении, и потому угловатые части обшлифовываются, получаются шарики и осколки. Последние перепутались между собою, сплелись и так далее, и так далее Получились, мелсду прочим, и „тончайшие полоски, змеящиеся в промежутках между шариками, то кружась, то несясь с громадной скоростью без сопротивления“ и „встретив материал, способный воспринять их действие, могут произвести явления совершенно редкие, удивительные: от них молсот происходить, что раны убитого раскрываются при приближении убийцы; они могут возбулсдать воображение спящих и бодрствующих, давая мысли, уведомляя о вещах далеко происходящих“ и тому подобное. Планеты приводятся у Декарта в движение вихрями материи, а тяжесть обусловлена реакцией, зависящей от того, что из земли некоторые элементы стремятся вверх,кнобу. А три стихии алхимии различаются своими частицами: частицы соли — остры, частицы ртути —тяжелы и круглы, а частицы серы—мягкие. Вихрями, образующимися вокруг магнитов, Декарт объясняет и магнитные взаимодействия и в этих вихрях допускает особые желобчатые, свернутые спиралями, частицы. Эти фантазии Декарта имели громадное влияние на все научное мышление надолго (два века и болео) после Декарта. Эта философия материи и движения породила в Ф. особую картезианскую школу и подверглась математической обработке и развитью со стороны самых выдающихся математиков XVII и след, воков: Лейбница, бр. Бернулли, Гёнгенса, Эйлера и др.

Другим видным представителем картезианской школы в Ф, (а не в философии) явился Гассенди, отвергнувший основной принцип философии Декарта— „cogito ergo sum“, как высшую и первую истину, но считавший, как и Декарт, мир механической системой. Только Гассенди представлял себе эту систему на почве мировоззрения Демокрита и Лукреция, и это воскрешение атомистики, несомненно, оказало много позже громадное влияние на развитие современных нам физических взглядов.

По Гассенди, все свойства тел объясняются как следствие распределения и комбинации атомов, находящихся в движении. Далее тепло и холод — атомны, и атомы холода имеют форму тетраэдров, почему они колючи и так далее

Но время создания настоящих физических теорий но заставило себя ждать, и одновременно с Декартом и Гассенди на арену истории физики выступили Ньютон и Гёйгенс, хотя натурфилософия во вкусе Декарта и Гассенди, развившаяся на почве метафизики, продол-лсала дерлсаться еще до средины XIX в (Гегель).

6. Новая Ф. Механика Ньютона. Первая физическая теория (тяготения). Действие на расстоянии. Все лее со времени Ньютона началось создание настоящей научной Ф., как таковой: она не только выделилась окончательно из общего естествознания, по и выделила позже от себя развившиеся в самостоятельные науки—астрономию, химию и биологию. Первый шаг к этому был сделан Ньютоном, который соединил в одно разнообразные добытые до него результаты механики и. пололенл основание механики XIX в тремя т. н. законами или аксиомами движения. В этих законах мы имеем: математическое выражение основного свойства веществ—инерции (т.н. масса); математическое же определение того, что наз. силой, при помощи элементов движения (скорость, ускорение) и, наконец, указание, где искать источник силы (действие равно противодействию). Только с этого момента стал возможен дальнейший прогресс той главы общей Ф., которая называется механикой. Этот прогресс продолжается непрерывно и до наших дней, и вся Ф. XIX в зиждется на основных законах механики Ньютона,

Открытие Ньютоном лсо закона всемирного тяготения дало новое „объяснение“ не только движению всех небесных тел,—при чем законы Кеплера явились простым следствием этого закона,—но и явлениям тяжести на земле во всех деталях. Осталось лишь неизвестным, откуда же берется это универсальное свойство материи — тяготение, каким образом выходит, что всякие дво материальные частицы притягиваются взаимно по закону Ньютона. И эта неизвестность, не помешавшая невиданному до того времени успеху теории Ньютона, породила своеобразное философское учение о „действии на расстоянии“ (actio in distans), т. е. о передаче силы от тела к телу мгновенно, через пустоту, без всякого промежуточного двигателя. Эта новая школа явилась соперником картезианской школы, и таким образом создалось два разных воззрения не только на тяготение, но и на физические явления иного рода (электрические нмагнитные). Но споры мелсду сторонниками двух этих мировоззрений не имели значения для прогресса учения о тяготении, ибо в этих спорах проявилось одно из за-блулсдений научной мысли, которое было выяснено лишь в новейшее время: до известной поры для науки абсолютно безразлично, какова истинная причина тяготения (или электрических и магнитных взаимодействий); и результаты, вытекающие из закона Ньютона, совершенно не зависят от природы этого закона, которой мы не знаем и по сей день и которая будет определена тогда, когда опыт покажет нам, распространяется ли тяжесть от тела к телу мгновенно, или лее требуется на это некоторое время. Именно таким путем был решен вопрос о природе электромагнитных явлений.

Действие на расстоянии, очевидно, объяснению не нодлолсит; допуская его, мы одаряем материальные тела особым свойством, им присущим, в роде тех свойств и качеств, которые были присущи толам в Ф. Аристотеля. Ньютон не был сторонником этого взгляда и, давая свой закон тяготения, отказывался только дать ему объяснение при помощи тех физических знаний, которые были в его распоряжении.

7. Теория света Ньютона и Гёйгенса. Эфир. В области оптики дилемма получилась иного характера. В 1675 г. Олаф Ремер, изучая наблюдения над затмением открытых Галилеем спутников Юпитера, обнаружил, что свет требует времени для своего распространения и имеет, стало быть, скорость. Эта скорость оказалась равной 300.000 килом, в сек., т. е. приблизительно в миллион раз больше скорости звука в воздухе. Телескоп позволил проникнуть человеческому взору не только в бездны пространства, но и в бездны времени, ибо, как это заметил еще В. Гершель, „если лучи света от отдаленнейшей туманности должны были быть в дороге почти два миллиона лет, значит туманность эта столько лее миллионов лет назад доллгна была существовать на небе“. Свет распространяется поэтому не только в пространстве, но и во времени; между тем, во времени что-либо может распространяться или как вещество, путем полета, или как двилсение плп какое-либо состояние некоторого вещества, передающееся от места к месту процессом, называемым волной. Наличность скорости у света ведет, стало быть, к дилемме: или вещество, выбрасываемое светящимся телом, летит в пустоте со скоростью света к освещаемым телам, или же всюду, где распространяется свет, и значит и в мелсду планетном пространстве, и в пространстве, где находятся т. н. неподвнлшые звезды, и в нашем т. н. пустом пространстве— есть нечто, передающее свет как волны.

Обе идеи с древности имели своих защитников, но ясно и резко они обособились у Ньютона—как т. н. теория истечения света, и у его современника Гёйгенса—как т. н. теория волнения,— и только теперь эти идеи получили свои математические выражения, развившись в настоящие теории света.

В таких теориях но нулсдаотся то. что мы называем ныне геометрической оптикой: боря законы отражения и преломления света на границе двух разнородных сред, как опытный факт, установленный Евклидом, Снеллисм и Декартом, и пользуясь опытным же фактом прямолинейного распространения света, мы можем вовсе не интересоваться вопросом о природе света.

Этот вопрос мог Сыть оставлен в стороне далее и после открытия Ньютоном сложности белого луча спота и явления разложения его призмою на составные цветные лучн (спектр, дисперсия света). Ибо преломление лучей определяется величиною т. н. показателя преломления, и допущение разных показателей для лучей разного цвета делает явление дисперсии света понятным. Иное дело, если мы желаем знать, почему происходит отражение и преломление света, чем разнятся физически две среды, когда их показатель преломления отличен от единицы, и чем механически различаются между собою лучи света, которые глазу представляются лучами разного цвета. И вопросы этого рода возникли и потребовали ответа тогда, когда опытом были подтверждены наблюдения Гримальди в области тени, показавшие, что свет це всегда идет прямолинейно, и когда значительно расширилась область наблюдений и опытов над интерференцией света—были открыты т. н. цвета тонких пластинок (Г. Бойль, Гук, Ньютон), и когда, наконец, стали известны удивительные свойства исландского шпата, обнаруживающего двойное светопреломление (Э. Бартолин, 1009). Тогда то и оказалось, что объяснение всех этих явлений встречает трудности с точки зрения теории истечения, ибо в последней всякое отдельное явление, всякий новый опытный факт требовали для своего объяснения специальной гипотезы, приписывающей летящим частицам особые, нарочно придуманные свойства.

Таких трудностей не оказалось в теории Гёйгенса—теории света, как волн во всепроникающей среде — эфире. Здесь Гёйгенсу помогла полная аналогия с волнами звука, в то время значительно изученными и на опыте, и теоретически (между прочим, и самим Ньютоном). Но волны света были у Гёйгенса продольны, как волны звука в воздухе, и Гёйгенс не мог объяснить явлений интерференции (они но были известны еще и в области звука), так как самая причина ее,—периодичность волн — Гёйгенсу но была еще ясно видна. Эту периодичность заметил сам Ньютон (кольца Ньютона), но онау Ньютона по вытекала из теории истечения, и последняя требовала введения периодичности ad hoc в виде „приступов легчайшего отражения и легчайшего преломления“ у световых частичек; точно так лее открытое в 1681 г., но остававшееся Гёйгенсу совершенно непонятным, явление, позже названное „поляризацией света“, Ньютон мог объяснить лишь специальным допущением наличности у световых лучей „неодинаковых сторон“. Зато в теории воли Гёйгенс очень просто и ясно (и верно) объяснил двойноо преломление.

8. Непрерывность в Ф.; начало теоретической Ф.; свет, как волны в эфире. Спор двух теорий продолжался без малого два века. Создание Ньютоном и Лейбницем исчисления бесконечномалых и связанные с этим успехи чистой математики дали в руки Ф. могущественное орудие точного решения таких вопросов, к которым ранее нельзя было и подойти, и благодаря этому теория света стала одной из глав теоретической (иначе говоря математической) Ф. Но это случилось не сразу. Сначала успех был на стороне теории истечения, хотя ужо в XVIII в Эйлер верно объяснил с точки зрения теории волн различие цветов у светового луча, как различие в числах колебаний волн, идущих в эфире; но те явления, которые как раз определяют собою природу света—интерференция, диффракцня, поляризация — эти явления были еще все-таки мало известны и немногочисленны—даже и в явлениях звука. Теорию звука, как волн, дал еще Ньютон, но решительное расширение наших знаний в этой области физики произошло гораздо позже, уже в XVIII и частпю в XIX в Поэтому лишь в начале последнего века Т. Юнгу впервые удалось связать названные явления в области звука с аналогичными им явлениями в области света и дать опытные основания для теории волн, измерив непосредственно т. н. длину световой волны. И когда Лаплас объяснял явление двойного преломления света при помощи особых сил, исходящих из осей кристаллов, а во франции были подробно исследованы как раз то явления „поляризации света“,

которые оставались совсем непонятны Гёйгенсу, Юнг прямо высказал предпо-ложснпе, что причина явлений поляризации света в том. что волны света не продольны. И действительно, опыты Френеля и Арого решили вопрос о поляризации именно в этом смысле: волны света оказались всегдаяопере’шм. А тогда и самое явленно поляризации стало столь понятно, что оказалось возможным делать и качественные и количественные предсказания в теории волн света (Френель — яркость отраженных и преломленных лучей, Гамильтон—т. н. явление конического преломления и многое другое). И все жо теория истечения держалась вплоть до 1854 г., когда непосредственный опыт показал Фуко, что скорость света в воде меньше, чем в воздухе, тогда как согласно теории истечения она должна была бы быть больше, чем скорость света в воздухе.

Так. обр., свет оказался некоторым процессом во всепроникающей среде— эфире, процессом, обладающим характером волны, и эта волна в обычных случаях может быть рассматриваема, как волна периодического характера. Отсюда казалось естественным, как это сделал Френель, и как это делали позднейшие исследователи, анализировавшие вопрос более глубоко и болео точно, рассматривать эфир как некоторую упругую материальную среду, законы движения в которой благодаря большим успехам механики были улсо хорошо известны. Здесь, однако, встретилась трудность: в явлениях света мы обнаруживаем всегда лишь поперечные волны. Между тем, в упругой материальной среде непременно возможно и необходимо в известных случаях появление и продольных волн, кроме поперечных и вместо с ними. И никакое предположение относительно свойств упругой (сплошной) механической среды, не противоречащее обычным механическим условиям, не позволяет освободиться от продольных волн, раз мы рассматриваем свет как упругие колебания материальной среды, подчиненной законам обычной механики. Свет, стало быть, не может быть такими колебаниями, эфир не зсть упругое тело нашей механики.

9. Математическое описание явлений. Все это выяснилось, однако, лишь в конце XIX в., и весь успех теории света к этому времени можно формулировать так: когда идет свет, всякая точка (бесконечно малый объём) среды (или эфира) характеризуется особой направленной величиной (т. н. световой вектор), которая изменяется периодически и значения которой передаются от точки к точке со скоростью света, как волна. Этот процесс мы записываем дифференциальными уравнениями, и пз них вытекает „объяснение“ всех световых явлений как в изотропных, так и в неизотроппых телах (например исландский пшат), или в пустоте, причем все эти среды отличаются друг от друга и от эфира некоторыми постоянными величинами, доступными опытному определению. Самый лее механизм того, что мы называем световым вектором, остается при этом нам неизвестен.

Этот до известной степени неожиданный результат бросает свет на весь вопрос об объяснении физических явлений, вопрос, до последпяго времени бывший неясным в течение веков. Успех ньютоновской теории тяготения привел к мысли объяснять и физические свойства материи при помощи аналогичной гипотезы о взаимодействии частиц. Однако, ньютоновы частицы оказались здесь нс приложимы: явления сцепления частиц (т. н. капиллярность) при помощи этого но объяснялись. Были продлоясены иныо законы взаимодействия, более общего характера, были предложены в XIX в различные теории, — но все это оказалось ненужным, когда выяснилось, что дифференциальные уравнения состояния и движения и твердых, и жнд-ких, и газообразных тел могут быть написаны, исходя из простого допущения, что внутри среды, как результат взаимодействия частиц по неизвестному нам закону, создаются определенным образом распределенные давления. Тогда и механика сред в трех их состояниях и механика таких в них процессов, как волны, наир., звука, волны в яшдкостях, явления капиллярности и мн. др.,—все это получает полное свое развитие, пределом которого является лишь предел средствматематического анализа. А тогда вопрос о происхождении давлений и вопрос о строении тел при этом отпадает, или лучшо сказать отлагается до другого времени: тела рассматриваются как если бы они были сплошные — и это мы имеем право делать, и в разбираемой области явлений как раз вопрос о структуре тел не играет никакой роли.

Как видим, и здесь, как и в оптике, вопросы наиболее интересные с точки зрения познания природы оказываются отложенными, и благодаря этому то или иное их решение не имеет вовсе значения для того объяснения, которое мы имеем записанным в известных дифференциальных и не дифференциальных уравнениях. Мы имеем в этих уравнениях как бы рецепты, по которым протекают явления, и наличность этих рецептов является характерной особенностью точного знания. Это—математическое описание явлений. Однако, и здесь надо оговоритья. Все наши выводы основаны на опытных данных, всегда в известной мерс ошибочных и относящихся лишь к определенным только явлениям, протекающим в определенных границах. Верных сведений о том, что происходит вне этих границ, у нас нет. Но по мере развития техники эксперимента эти границы расширяются, хотя это расширение не может идти беспредельно далеко, так как никакой опыт но свободен от ошибок. Наиболее точные нз наших законов природы идут всегда далее непосредственного опыта, они идеализируют, так сказать, опыт; таков закон тяготения, таковы законы механики Ньютона, таковы и все те „уравнения“, которыми Ф. пользуется в области разного рода явлений, таковы и все те другие обобщения современной Ф., о которых будет речь ниже (наир, закон сохранения энергии).

10. Теплота, как энергия молекулярного движения. Закон сохранения энергии. Аналогичным путем шло развитие и изучение и других областей Ф. По примеру древних, теплоту очень долго рассматривали как некоторое вещество (жидкость, флюид) и вещество невесомое, так как непосредственный опыт но обнаружил изменения веса тел припх нагревании (увеличении содержания тепла) или охлаждении (Румфорд, 1799). И первым применением математического анализа к явлениям теплоты было создание Фурье теории передачи тепла в теле от точки к точке, т. н. теории, теплопроводности. Это были дифференциальные уравнения движения теплоты, содержащие доступные опыту постоянные величины, т. н. коэффициенты теплопроводности. Уравнения были выведены с точки зрения на теплоту, как на вещество, но по существу дела такое представление не играло никакой роли, и уравнения Фурье верны и поныне, хотя теплота вовсе, кате мы знаем, но невесомое вещество. Но на явлениях теплоты как раз обнарулшлось, что ф. не может не поставить вопроса о природе теплоты, ибо, кроме теплопроводности, есть и пные явления, где проявляется как раз природа теплоты. Вещество молсет менять свою форму, размеры, вид, свойство, но оно не молсет быть уничтожено без следа, как не молсет быть создано нз ничего. Но при трении (например, при сверлении пушек, Румфорд, 1778) теплота получается как будто из ничего и в каких угодно количествах, причем и металл и его струлпси сохраняют одинаковые свойства (одинаковую удельную теплоту). Эти опыты опровергли учение о теплоте, как веществе, и привели к сознанию, что теплота обусловлена невидимым нам двилсением внутри тел (Румфорд и Дэви, 1812), к т. н. кинетической теории теплоты, что высказывал Д. Бернулли еще в 1738 г. Теплота создается насчет исчезающего видимого двилссния тела и является каким-то проявлением невидимого двн-лсения внутри тела. Это было открытием громадной вала ости, так как оно послулснло основанием, с одной стороны, открытия эквивалентности то-плоты и энергии, с другой—возро-лсдения идеи об атомном строении материальных тел. Все это—дело XIX в и стоит в тесной связп с самым валс-ным обобщением современной Ф,—с открытием закона сохранения энергии. Термин „энергия“ настойчиво врывается в Ф. еще с конца XVIII в (1785— дАламбер, 1807—Юнг, 1856—Ранкин), и самый закон сохранения энергиибыл установлен для механических процессов еще в XVII в (Пог. Бернулли, Лейбниц, Гёйгенс) под видом т. н. закона живых сил. Первая идея об эквивалентности теплоты и энергии была высказана 10. Р. Майером (1812) и сейчас лее привела того лее ученого и к идее о сохранении энергии, высказанной, правда, неясно. Опыты Джауля (с 1843) и др. эту эквивалентность установили вполне, а ясная формулировка Гельмгольцем (1847) закона сохранения энергии дала общую характеристику сил нашей природы: их работа не зависит от того пути, на котором она совершается, а лишь от тех значений, какие силы имели в начале и конце пути (т. е. от начального и конечного положения тел или точек, между которыми действуют силы). Признание теплоты видом энергии заставило включить и ее в закон сохранения энергии,— и мы получили т. н. первый основной закон термодинамики, или механической теории теплоты.

Теплота оказалась энергией невидимого движения внутри тел; но это движение не могло быть движением отдельных очень малых частей тела; если бы это было так, мы бы имели здесь такое же движение, как в явлениях звука, и его мы могли бы увидеть, могли бы обна-рулшть волны звука в воздухе и др. телах вблизи нагретого тела. Этого, однако, опыт но обнаруживает: следовательно, рассматриваемое движение должно принадлежать атомам тела, или их группам — молекула-и — и материя должна иметь то строение, которое предполагал еще Демокрит.

11. Молекулярное строение тел — кинетическая теория вещества. Статистика и теория вероятностей в Ф. Рабочие гипотезы. Так было положено начало современному учению о молекулярном строении вещества, и первая попытка приложения этого учения к объяснению свойств газов, попытка, основанная на применении математического анализа, была сделана Крёнигом в 1856 г. Вслед за тем Клаузиус дал дальнейшее развитие кинетической теории веществ почти исключительно—газов), а в 1860 г. Максуэл ввел в Ф. совсем новый метод изучения явлений молекулярного характера, основанием которого явилась черезвычайно плодотворная идея, что в явлениях этого рода разные свойства (наир., скорость движения, энергия, и тому подобное.) могут быть у отдельных индивидуумов (молекулы, атомы) беспредельно различны и переменны и подчинены законам случайных явлений, тогда как наблюдению оказываются доступны лишь средние значения этих свойств, в известных случаях неизменные со временем. Так было положено начало применению в Ф. статистического метода исследования процессов молекулярного характера, метода, который ранее находил себе применение лишь в метеорологии и в науке об общественных явлениях.

Эти идеи Макоуэла и предложенный им метод дали очень богатые результаты в кинетической теории газов, а позже, уже в наше время, они нашли себе обширное применение и в иных областях Ф., в явлениях, у которых, как и у газов, характерным является хаотичность и беспорядочность (т. н. нестройность). К группе таких явлений относится, наир., явление излучения телами энергии, когда эти тела являются черными (смотрите излучение, XXI, 475), и мн. др.

Но как в оптике к верным дифференциальным уравнениям, записывающим явления, наука пришла при помощи применения неверной „рабочей гипотезы” о механических свойствах эфира, так и в кинетической теории материи оказалась неизбежной подобная же рабочая гипотеза о том, что такое представляют собою молекулы вещества. И вся наша кинетическая теория газов построена на предположении, что эти молекулы суть абсолютно упругие шары. Такое представление, очевидно, не может соответствовать истине уже потому, что молекулы суть сложные тела, слагающиеся из атомов; затем, раз вещее.во обладает известными свойствами (в том числе и упругостью) благодаря молекулярному строению и движению, мы не можем приписывать самим молекулам упругие свойства, как раз подлежащие объяснению. Тем не менее полученные на основании таких представлений закономерности исоотношения между различными, доступными опыту, величинами оказались верны. Молекулы не шары, но наблюдаемые нами явления таковы, как если бы в общем молекулы были шарами. Молекулы не суть и упругие тела нашей механики; между ними могут действовать некоторые притягательные (пли даже и отталкпвательные) силы в роде сил ньютоновского тяготения,—и все-таки прп взаимных сближениях молекул изменения их движений происходят так, как если бы мы имели дело с идеально упругими телами (в роде слоновой кости). И как в теории теплопроводности Фурье не играет роли вопрос о том, что такое теплота, так и в кинетической теории не играет роли вопрос об истинной природе и строении молекул, и это наше незнание природы атомов и молекул не мешает теории давать нам верные кинетические объяснения механического смысла таких доступных опыту величин, как давление, температура, коэффициенты трения, диффузии, теплопроводности и так далее Современная Ф. здесь вернулась снова к картезианской философии материи и движения, только новая философия природы всякое своо утвержденно Доказывает прп помощи математического анализа, чего не могли делать ни Декарт, ни Гассенди, и проверяет свои выводы при помощи столь „тонких“ и искусных опытов, что о них и мысли но могло быть в эпоху Декарта. Это дало возможность утвердиться в Ф. учению о непрерывности лгидкого и газового состояния, обратить все известные газы в жидкое состояние, открыть на земло ряд новых газов (аргон, гелий) и дойти до возмолшостп производить опыты при температурах всего на 1—2 градуса выше абсолютного нуля и тому подобное.

12. Энергетический метод. Реакция против механического понимания природы. Но параллельно с обоснованием и развитием этого иовокартсзианского направления в Ф. в 60-ых годах XIX в был создан еще один своеобразный метод исследования явлений природы. Введение Клаузиусом в Ф. понятия энтропии (смотрите) и установление т. н. второго закона механической теории тепла (дающего направление процессов природы тем, что энтропия должна всегда расти, если процесс необратим, или не изменяться вовсе в случае процесса обратимого) в связи с первым законом термодинамики дали возможность исследовать и предсказывать явления, не входя вовсе в рассмотрение их механического смысла: так, например, исходя из факта расширения воды при замерзании, оказалось возможно предсказать, что повышение давления доллсно понизить температуру замерзания воды, и предвычислить величину этого понижения, и мн. др. Эти успехи термодинамики, выяснившиеся особенно в 80-х годах XIX в., создали в Ф. особое научное течение, т. н. энергетизм, которое заранее отказывалось от попыток объяснения физических явлений прп помощи механики, т. е. от попыток сведения явлений к двилсению определенных масс, видимых или невидимых (эфир, атомы и молекулы), считая подобные механические объяснения предрассудком (Э. Мах), соответствующим „дотскому состоянию интеллекта“ (В. Оствальд). Эти утверлсдення были в соответствии с учением т. н. положительной философии (О. Конт) и хотя и имели одно время некоторый успех, но лсизнь Ф. скоро доказала несостоятельность такого учения: был открыт ряд явлений, которые нагляднее всего подтвердили справедливость молекулярно-кинетических представлений, показав почти воочию существование молекул и атомов, и не только материи, но и электричества и энергии.

Энергетика, как метод исследования явлений, осталась в Ф. нашего времени независимо от старого „механического“ метода, который в последнее время получил особенно блестящее применение и в области явлений излучения тепла и света, и в области т. н. радиоактивных явлений и так далее, и, наконец, в том, что он позволил найти механическое объяснение самому понятью „энтропии“. Именно, Больгцяан (смотрите) показал, что энтропия имеет смысл вообще лишь в процессах и системах молекулярнохаотического характера, когда данная энергия может быть распределена по молекулам (или вообще по элементам хаоса) самыми разнообразными, случайными способами, причем числоэтих способов, как и число элементов хаоса, очень велико. Всякое такое отдельное распределение есть случайное событие и, как таковое, имеет свою „вероятность“. Этой вероятностью и определяется энтропия. Наличность энтропии у системы есть, таким образом, как раз доказательство молекулярного строения системы.

Вычисляя поэтому энтроппм системы из молекулярно-кинетических представлений при помощи статистического метода и теории вероятностей, мы получаем возможность из энтропии уже энергетическим путем получить выражения некоторых свойств пашей системы. И успех такого метода, обнаружившийся совсем недавно при изучении т. н. „черного излучения“, является нап-лучшим доказательством той идеи, что методам исследования явлений окружающего нас мира нельзя ставить какие-либо границы или рамки, и что эти методы не могут быть намечены a priori.

13. Прерывность в Ф. Кванты (атомы энергии). Теоретические изыскания закона черного излучения, согласного с опытом, привели к открытию, что лучистая энергия не может быть беспредельно делима, а слагается всегда из целого числа некоторых очень малых количеств энергии, получивших название квант (М. Планк). Лучистая энергия, так. обр., оказалась имеющей как бы атомное строение, подобно материи; и это значит: или вообще названная энергия имеет такое строение, или же процесс излучения идет но непрерывно, а порциями, по квантно.

Это открытие привлекло собою внимание и на то обстоятельство, что водь и вообще в области молекулярно-кинетических представлений нет, строго говоря, той непрерывности, которая лежит в основе обычных теорий классической Ф. и дает возможность применять в этих теориях дифференциальное и интегральное счисления—т. е. анализ бесконечно малых. Как раз таких бесконечно малых величин, в полном смысле этого слова, в явлениях молекулярного мира и нет, ибо, иапр., число молекул есть всегда число целое, не могущее быть менее единицы. Поэтому данная энергия может лишь так распределиться между молекулами данного объёма, что энергии отдельных молекул будут разниться между собою нс бесконечно мало, как это принимается в обычных теориях, а конечно, хотя и мало; поэтому и число таких различных распределений не будет бесконечно велико и так далее Так. обр., представляется возможным думать, что наличность квант энергии вытекает уже из самого атомного и молекулярного строения вещества, и что из подобных лее квант слагается и энтропия, и так далее Эти соображения намечают путь дальнейшего прогресса Ф.: в области известных явлений придется Ф. перейти от дифференциального счисления к т. и. исчислению конечных разностей.

Разумеется, однако, что этим вовсе не подрываются те результаты, которые в области иных явлений получились при помощи дифференциального счисления, потому что в этих явлениях в известных пределах мы мол:ем материю рассматривать как сплошную, или как почти сплошную, не делая при этом выходящих за пределы опытов ошибок. Таким путем и закон черного излучения получается согласный с опытом, но лишь для достаточно высоких температур.

14. Электромагнитные флюиды и действие на расстоянии. Что касается теперь области явлений электричества и магнетизма, то прогресс наших знаний здесь начался, в сущности, лишь в XIX в., после того как благодаря Вольта (1799) были открыты явления электрического тока и способы его получения (т. н. гальванические элементы). До этой эпохи явления электричества и магнетизма и опыты в этих областях были скорее своего рода забавой, особенно после изобретения первой электрической машины (развивавшей электричество при трении). Химическое разложение веществ при помощи электрического тока (т. н. электролиз), магнитные силы около электрического тока, взаимодействие этих токов между собой, явление термоэлектричества — все это открытия первой половины XIX в., повлекшие за собою установление целого ряда законов электромагнитных явлений, как вывод из опытов. При этом и раньше и теперьисследователи исходили из представления о двух „электрических“ и двухясе „магнитных“ невесомых веществах — флюидах. Далее были очень оживленные споры о том, существуют ли два электрических флюида или лсо только один, спор, продолжавшийся и долго спустя, почти до конца века, когда уже самое представление о флюидах из Ф. исчезло. Такие неверные представления были опять лишь рабочими гипотезами и оказались ненулеными после того, как были установлены законы явлений: тогда вместо флюидов появились просто термины „количество электричества“ и,„ко-личество магнетизма“, механический смысл которых оставался неизвестен. Но эта неизвестность не мешала величавому синтезу, которым ознаменована Ф. XIX в области рассматриваемых явлений.

Прежде всего благодаря исследованиям Ампера было установлено, что, во 1-х, магнетизм есть молекулярное явление, так что и процессы намагничения (например, железа) состоят лишь в установке известной ориентировки уже имевшихся в железе маленьких (молекулярных) магнитов; и что, во 2-х, магнитные взаимодействия и сиди суть проявления движения электричества. Электричество в покое дает электрические силы и явления, электричество в движении — магнитные. Два класса явлений, долго считавшиеся существенно различными, слились, таким образом, в одно —в область явлений электромагнитных. Но недоставало еще одного открытия, сделанного фарадеем уже в начале второй четверти века; при помощи электричества можно было получить магнитные явления: открытие Фарадеем электромагнитной индукции установило возможность и обратного явления—при помощи магнитов (при их движении) получается электричество.

Это открытие получило для техники громадное значение, так как оно привело в конце концов ко всем современным применениям электромагнетизма в технике (механические генераторы электромагнитной энергии и их применение, передача силы на расстоянии, телеграф и проч.).

Но еще большее значение эти и позднейшие открытия имели для прогрессанаших знаний о природе. Оказалось что способность намагничиваться, хотя и в слабой степени, свойственна всем телам, во всех их трех состояниях, что эта способность есть общее свойство вещества. А т. н. диамагнитные явления обнаружили, что безвоздушное пространство — или пустота — или эфир, введенный в оптику Гёйгенсом, занимает как раз промежуточное по своим свойствам положение между одной группой тел, ведущих себя при намагничении подобно железу — т. н. парамагнитные тела, и другой группой, названной Фарадеем диамагнитными телами. Фарадей же обнарулшл связь между магнитными и оптическими явлениями, открыв т. Н. явление намагничения света, особое воздействие магнита на т. н. плоскополяризованный световой луч, идущий в материальных средах (стекло, вода, газы), проявляющееся в том, что при намагничении плоскость поляризации вращается (явление вращения плоскости поляризации света).

Наконец, Фарадей явился и реформатором в области наших представлений о самой сущности электромагнитных явлений.

До него электрические, магнитные и электромагнитные взаимодействия тел трактовались подобно тому, как Ньютон трактовал явления всемирного тяготения. Именно, обнаруживаемые опытом в явлениях этого рода механические силы получили определенные математические выражения (например, законы Кулона, Ампера, Био и Савара и др.), но вопрос, откуда они берутся, оставался не решен. Если при этом и шла часто речь об этих силах, как приуроченных к самим взаимодействующим телам, т. е. как о действии на расстоянии, то это была безразличная для дела гипотеза. При взаимодействии между собою покоющнхея наэлектризованных тел, магнитов, постоянных во времени электрических токов мы имеем процессы, от времени не зависящие. А такие процессы, как было уже указано по поводу явлений тяготения, не дают вовсе указаний на природу сил. в них проявляющихся. Для этого нужны процессы, переменные во времени. Но до открытия явлений электромагнитной индукции таких процессов знали оченьмало (только, наир., процессы наряжения тел электричеством и тому подобное.), и они почти не были доступны теоретическому изучению. II явления индукции сами по себе в то время (вторая половина XIX в.) не могли решить вопроса, обусловлены ли электромагнитные силы действием па расстоянии, или лее взаимодействия этого рода суть лишь кажущиеся, вызываемые тем, что в среде, разделяющей взаимодействующие тела, имеют место некоторые процессы, в результате которых среда толкает тела одно к другому или одно от другого. Тем не менее явления индукции наводили на мысль о необходимости поставить вопрос о характере электромагнитных взаимодействий. И такой вопрос поставил Фарадей.

15. Идеи Фарадея и Мяксуэла оролп эфира в электромагнитных явлениях. Электромагнитная теория света. Действие на расстоянии казалось Фарадей нсвозмолшым; электромагнитные силы мелсду телами, поэтому, суть проявление действия некоторой среды мелсду телами. По мелсду ними молсет быть и пустота; стало быть, и пустота наполнена чем-то, обусловливающим взаимодействия тел. Однако, такое что-то—в виде эфира— уже было допущенов оптике. Невероятно, чтобы эфир слулсил только для распространения световых волн, и чтоб была другая среда, производящая электромагнитные взаимодействия. Значит, и оптические явления пявления электромагнетизма обусловлены одной и той лее средой, одним и тем лее эфиром. В нем совершаются неизвестные нам механические процессы, направление которых Фарадей видел в т. и. линиях сил (электрических и магнитных), рисуемых на опыте, например, известным распределением железных опилок в виде цепочек вокруг магнита. Эти механические процессы, эти нарушения механического равновесия эфира по определенным направлениям и делают то, что погрулсенные в эфир тела сближаются или расходятся, а нам кажется, что они притягиваются или отталкиваются.

С такой точки зрения периодические изменения этих особых состояний точек эфира со временем должны представлять собою явление света, и последний, так. обр., должен оказаться электромагнитным явлением.