Э ф
и магнитизме идеи Фарадфя и Максвелля, делает мало вероятным, чтобы вообще в природе существовало действие на расстоянии. Правда, делались неоднократно подсчеты того, какова могла бы быть скорость распространения тяготения, чтобы не вызывать у небесных тел движений, которые не наблюдаются. Все такого рода подсчеты (напр. Лапласа) приводили постоянно к числам во много миллионов раз большим скорости света. Однако, все эти вычисления основаны на допущении, что движете небесных тел на тяготение не влияет. Между тем, если тяготение производится известными состояниями
Э., то эти состояния очевидно будут изменяться в зависимости от движения видимых тел, а в таком случае мы не получим никакого противоречия с астрономическими наблюдениями и при скорости распространения тяготения, не отличающейся от скорости световых и электромагнитных волн (Н. А. Lorentz, 1900). И действительно, Лорентцу удалось представить всемирное тяготение, как результат (кажущихся) электрических притяжений и отталкиваний электронов, допуская лишь, что взаимодействие двух одноименных количеств электричества при прочих равных условиях слегка отлично численно (и конечно противоположно) от взаимодействия двух таких же количеств разноименных. Тогда тяготение, как и электрическия притяжения и отталкивания, оказывается кажущимся явлением, распространяющимся со скоростью света. Но и в этом случае трудно сказать, весом ли Э. С одной стороны, так как в Э. нет электронов, можно бы было думать, что он невесом; с другой стороны, быть может электроны—эти частички, в сотни раз меньшия атомов водорода,— есть не что иное как измененные в чем либо молекулы Э. Тогда между последними и электронами, т. е. и молекулами обычных тел возможно кажущееся взаимодействие, если не тожествфнное, то аналогичное взаимодействию между телами, подчиненными всемирному тяготению; тогда Э. может оказаться как бы весомым, он будет притягиваем обычными телами. В. Томсон полагал более вероятным, что Э. весом, и считал onus probandi лежащим на тех, кто утверждает, что Э. не подчинен тяготению. Повидимому, мнение Томсона оказывается верным,особенно в связи с теми соображениями, с которыми мы встретимся ниже, и которые совсем независимы от вышеприведенных.
7) Э. и молекулы обычных тел. Обычная материя, как известно, состоит из молекул, являющихся в свой очередь группами атомов. Последние оказываются чем-то неизменным, неуничтожимым. Реальное существование молекул и атомов, т. е. неоднородность в строении материи, главным образом доказывается явлениями лучеиспускания (блогодаря спектральному анализу |см.]), и химическими. Известно, кроме того, что атомы и молекулы находятся в движении, что между ними есть так наз. силы сцепления. С точки зрения отсутствия действия на расстоянии и эти силы должны быть кажущимися,
Энциклопед. Словарь, т. XLJ.
225
т. е. некоторым действием среды, разделяющей атомы и молекулы; возможно, что в конце концов эти силы окажутся тоже-ственными с силами всемирного тяготения, как это полагает В. Томсон. Как бы та ни было, раз есть Э., было бы ненужным усложнением рассматривать атомы и молекулы, как что-то, от Э. совсем отличное; наоборот, естественнее всего считать атомы и молекулы просто некоторыми областями того же Э., но обладающими, блогодаря особым условиям, и особыми свойствами. В этом направлении, чисто картфзианского характера, делались самые разнообразные предположения. Предполагалось напр., что атомы и молекулы суть места сгущения Э., или что они —места, где твердый Э. расплавился (Helm 1881) и т. п. Но из всех подобных гипотез наибольшее значение снова имеет гипотеза В. Томсона, сводящая различие между атомом и Э. только к различию в движении. По Томсону (1867) атом есть вихрь совершенной жидкости, т. е. атом обычной материи то же, что и атом или молекула
Э., но более крупный, более сложной структуры. По свойству вихревого движения совершенной жидкости такой вихрь всегда состоит из однех и тех же точек жидкости, и напряжение вихря (произведение угловой скорости на площадь поперечного сечения) есть величина неизменная, что бы с вихрем ни происходило. Такой, раз существующий, вихрь неуничтожим и механически нфделим, т. е. как раз обладает свойствами атома материи. Вихри эти могут иметь поступательное движение как целое, могут дрожать, и т. п.; они, наконец, обладают кажущейся упругостью, блогодаря наличности в вихрях вращательного движения. Все это дало повод сделать попытку разработать кинетическую теорию газов, принимая молекулы газа за такие вихри. Это сделал Дж. Дж. Томсон (J. J. Thomson, 1888) и, насколько позволили математическия трудности, показал, что при приближении двух колец вихрей друг к другу или к неподвижной стенке они будут отталкиваться подобно упругим телам; что стенка будет испытывать давление, выражающееся как раз так, как нужно в кинетической теории газов, т. е. ведущее к закону Мариотта и Гэй-Люссака. и т. д. С точки зрения этой вихревой теории материи одноатомный газ состоит из простых (одиночных) вихрей; различие газов может состоять в форме, какую имеет ось вихря; газ двух-атомный будет состоять пз пар вихрей, переплетенных один с другим или просто держащихся один близ другого и т. д. Теория показывает далее, что напр. газ, состоящий из пар вихрей, может дать устойчивую комбинацию или с двумя газами одновихрфвыми (одноатомными) или же с газом двухвихревым, так что получатся четыре вихря вместе и т. д., но устойчивы лишь комбинации до шести вихрей вместе. Таким образом комбинации одинаковых вихрей дают молекулу простых тел в газовом состоянии, комбинации разных вихрей—молекулы сложных химических соединений, и
15
опыт показывает, что в газовом состоянии действительно нет тел с числом атомов, бОльшим шести, (с шестью—вольф
рам. Таким образом, согласно этой теории Э. и обычная материя разнятся лишь характером движения в отдельных частях, но движутся при этом части одной и той же совершенной жидкости, т. ф. некоторого сплошного тела неизменной всюду плотности, обладающого двумя лишь свойствами: совершенной подвижностью и инерцией. Но инерция есть таинственное свойство обычной материи, измеряемое величиной массы, хотя мы не знаем, что такое эта масса и инерция и в какой связи оне стоят с элементарными понятиями пространства и времени, потому что в опытах с обычной материей масса одного я того же тела остается неизменной. Поэтому, имея дело не с обычной материей, естественно ставить вопрос, имеет ли она инерцию и даже искать в свойствах этой необычной материи объяснение инерции. Для совершенной жидкости инерция не необходима; все гидродинамическия уравнения для такой жидкости останутся в силе, если мы примем в них плотность жидкости ρ равной нулю; так как на такую жидкость никаких внешних относительно нея сил не может быть (ибо нет ничего, кроме этой жидкости), то принятие плотности равной нулю сведется к тому, что будет нулем и так наз. гидродинамическое давление ρ. Но в уравнениях вместо последняго будет фигурировать неопределенная величина Р=p/ρ, ко
торая может быть конечной и будет заменять собой гидродинамическое давление обычных жидкостей. В таком случае инерция тел будет кажущимся явлением, масса атомов и молекул будет иметь кинематический характер и притом самая величина массы может оказаться переменной в зависимости от разного рода условий. Пример этого мы видим на движущихся наэлектризованных телах, на движущихся в жидкости твердых телах, где движение создает у тел появление кажущейся массы, обусловленной движением и, вообще говоря, даже зависящей от направления движения.
8) Инерция Э. Если Э. есть лишь вид обычной материи, конечно он обладает инерцией. В этом предположении и вычислялась выше плотность Э., но быть может инерция обычных тел как раз обусловлена известными движениями в Э. Тогда нет надобности принимать существование инерции у Э. Как ни труден вопрос такого рода, электромагнитная теория света намечает пути к его решению. Эта теория в форме, данной ей Максвеллом, Гертцем и Гельмгольтцфм, приложима не только к обычным телам, но, и даже по преимуществу, к Э.; при этом теория приложима как к случаю покоя тел и Э., так и к случаю их движения с произвольными скоростями. Когда мы имеем в Э. электромагнитные процессы, то, вообще говоря? в Э. возникают такого рода механическия давления, что они должны привести отдельные точки среды
в движение. Силы эти сводятся к одним давлениям на погруженные в Э. тела и, значит, оставляют Э. в покое лишь в случае неподвижных наэлектризованных тел или магнитов, постоянных электрических токов, установившихся электромагнитных волн и т. д. Вообще же, при произвольных процессах, в Э. должны возникнуть движения с определенными скоростями и последней работой Гельмгольтца (1894) была именно задача об изыскании этих скоростей в несжимаемом Э., не обладающем инерциею. В. Вин (W. Wien, 1898) применил эти уравнения Гельмгольтца к частным случаям. Так напр., если мы имеем близко друг к другу два равных и противоположных количества электричества и они оба растут пропорционально времени, то в несжимаемом Э. без массы движение должно возникнуть, но оно оказывается механически невозможным. Стало быть одно из сделанных допущений неверно: или Э. сжимаем, или он имеет инерцию, или же, наконец, он вовсе неподвижен. Подбирая соответственные электромагнитные процессы, возможно исследовать каждое из этих предположений в отдельности. Затруднение является лишь в том, чтобы выбранный случай был одновременно и решающим вопрос, и не представлял бы через-чур больших математических трудностей, потому что существует немало процессов легко подсчитываемых, но не решающих вопроса, и обратно. Так напр., если количество электричества е в виде материальной точки движется прямолинейно и равномерно, то Э. без инерции останется в покое; в Э. же с инерциею возникнут вихри в форме круглых колец, охватывающих направление движения электрического заряда. Наибольшая скорость вращения получается при скоростях, близких к скорости света, т. ф., напр., при движении электронов. При этом скорости вращения будут неправдоподобно велики, если плотность Э. слишком мала, напр., 10-22, Это согласно с прежним результатом, что плотность Э. должна быть больше, чем 4.10—22. Допущение неподвижности Э. в том смысле, что нп движение обычных тел, ни механическия давления не приводят Э. в движение, заманчиво своей простотой. Правда, тогда мы встречаемся с нарушением 3-го закона движения Ньютона. Действительно, световые волны оказывают, как известно, давление на встречаемые ими поверхности и это давление не зависит от направления движения волны; поэтому волна, лучеиспускаемая или отражаемая, давит так же, как и волна падающая. Если теперь представить себе пластинку, одна сторона которой, напр., зачернена, а другая зеркальна, то такая нагретая пластинка будет лучеиспускать черной стороной гораздо сильнее, чем зеркальной. а потому на черную сторону световое давление будет больше и пластинка придет в движение сама собой, блогодаря одной внутренней своей энергии, что с точки зрения обычной механики невозможно. Однако, 3-й закон механики оправдывался до сих
