146
Глава 4.
формула Фарадея не учитывает поля, лежащие вне измерительного контура, а эксперимент показывает, что их учитывать нужно, иначе погрешности становятся чрезвычайно большими. Но это обстоятельство никак не вытекает ни из закона Фарадея, ни из уравнений Максвелла.
Полезно напомнить, что уравнения Максвелла выведены еще в 1855-1864 гг., а вся теория электромагнетизма изложена им в виде двухтомного «Трактата об электричестве и магнетизме», вышедшего в 1873 г. В этой фундаментальной работе Максвелл подвел итоги развития учения об электричестве и магнетизме, изложенные в трудах своих предшественников (Остроградского, Гаусса, Ампера, Ленца, Грина, Вебера, Неймана, Кирхгофа, Томсона, Гельмгольца и др.) и итоги собственных исследований.
Нужно отметить, что свои знаменитые уравнения (всего 20 уравнений), включающие 20 переменных величин, Максвелл изложил в работе «Динамическая теория электромагнитного поля» (1864), чему предшествовал ряд его же работ, объединенных под названием «О фарадеевых силовых линиях», вышедших в свет в 1856 г., и «О физических силовых линиях», вышедших в 1862 г. Согласно изложенному в современных учебниках, Максвелл якобы «постулировал» свои уравнения, на самом же деле свои уравнения Максвелл строго вывел на основании модели движущегося эфира, в котором возникают вихревые трубки («фарадеевы трубки»), используя для этого труды Гельмгольца о вихревом движении идеальной жидкости, т.е. жидкости не вязкой и не сжимаемой. Приписав свойства идеальной жидкости эфиру, применив теоремы Гельмгольца о том, что в идеальной жидкости вихри не возникают и не уничтожаются, а только перемещаются, и, указав, что циркуляция вихря вдоль его оси постоянна, Максвелл связал параметры жидкости и получил уравнения электродинамики.
Именно модельный, т.е. динамический подход и строгий гидродинамический вывод обеспечил уравнениям Максвелла максимально возможное для того времени соответствие полученных уравнений реальным электромагнитным явлениям. О том, насколько хорошо и добросовестно это было сделано, судить нам,
К положению в некоторых областях современной физики
147
потомкам, пользующимся результатами максвелловских работ уже более ста лет.
Однако при всем величии выполненной Максвеллом работы нельзя забывать, что она, как и всякая работа, есть не окончательная, а только приближенная истина, и поэтому в ней должны быть отступления от реальной картины явлений, которые многократно сложнее любых моделей. И, следовательно, такие отступления нужно поискать и определить, не пора ли пойти в этом вопросе дальше Максвелла.
И в самом деле, при ближайшем рассмотрении выводов уравнений электродинамики такие отступления от реальной действительности несложно обнаружить.
Прежде всего, эфир принимался за идеальную жидкость, т. е. жидкость не вязкую и не сжимаемую. А таких жидкостей в природе не бывает, все они вязкие и в какой-то степени сжимаемые. А если эфир это вообще не жидкость, а газ, что предполагали многие исследователи, то степень сжатия эфира может оказаться очень высокой, хотя вязкость может быть и относительно небольшой. Из этой поправки вытекает очень многое.
В вязкой и сжимаемой жидкости в отличие от жидкости идеальной вихри могут образовываться и уничтожаться, тем более, если учитывать потоки жидкости вдоль оси вихря. И это значит, что на переходном процессе, в момент образования, циркуляция вдоль оси вихря не будет постоянна. А это значит, что в ближней зоне любых электродов должны существовать продольные, а не поперечные волны, что и было обнаружено при постановке соответствующих экспериментов и что вовсе не предусмотрено уравнениями Максвелла.
Еще об одном. При всей своей кажущейся полноте уравнения Максвелла не отражают развития процесса в каждой точке пространства, так как эти уравнения отражают движение эфира только в плоскости. Для того чтобы подобные уравнения отражали процессы в объеме, в окрестностях каждой точки пространства, нужно, чтобы рассматривались различия в условиях вихреобра-зования в двух параллельных плоскостях, т. е. описывать уравне
