15 лений, которые мы так широко используем, совершенно не представляя, что это такое. Для ряда электромагнитных величин даже не подобран физический смысл. Скажем, скалярный потенциал — это работа, которую нужно совершить при перемещении единичного электрического заряда из бесконечности в точку, находящуюся под этим потенциалом. А что такое «векторный потенциал», и каков его физический смысл? Кроме того, что он должен удовлетворять определенному математическому соотношению, о нем вообще ничего не сказано. Формулы электродинамики грешат «дальнодействием», т. е. действием на расстоянии такого сорта, что реальный физический процесс в них не просматривается. Простейший случай — закон Фарадея ¶ Hz e = -Sxy----- ¶t связывает изменение напряженности дНz магнитного поля на площади Sxy контура (в дырке) с той э.д.с. е которая возникает на самом контуре в проводниках контура. Никакого процесса, связанного с взаимодействием изменяющегося поля непосредственно с проводниками контура, здесь нет, а есть изменение напряженности поля в одном месте (в дырке) и появление э.д.с. в другом месте — на проводниках! Каков же механизм передачи сигнала? Из формулы это не вытекает, хотя правильность соотношений почти не вызывает сомнений. «Почти», потому что имеются экспериментальные данные, когда это совсем не так. Например, 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. Все основные экспериментальные основы электротехники созданы в первой половине 19-го столетия, и в это же время созданы основные теоретические ее основы. Последним крупным достижением теоретической электротехники, ее фундаментальной основой явился двухтомный «Трактат об электричестве и магнетизме», написанный выдающимся английским ученым Д.К.Максвеллом, вышедший в свет в 1873 г. В этой фундаментальной работе Максвелл обобщил результаты трудов 24- |
16 х своих предшественников (Остроградского, Гаусса, Ампера, Ленца, Грина, Вебера, Неймана, Кирхгофа, Томсона, Гельмгольца и др.), а также результаты собственных исследований. Это обобщение вылилось, в частности, в систему уравнений, из которых, как частные случаи, вытекали законы, описывающие отдельные электрические явления. 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 эфиру свойства идеальной жидкости, 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 все параметры движущейся 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, потомкам, пользующимся результатами максвелловских работ уже более ста лет. С тех пор прошло более ста тридцати лет. За это время на основе достижений 19-го века и максвелловской теории созданы целые отрасли промышленности во многих странах, это энергетика, электротехника, радиотехника и электроника, которые проникли во все отрасли науки, техники, транспорта, связи и быта. Созданы многие тысячи наименований изделий, использующих электромагнитные явления, и сегодня нет никого, кто усомнился бы в справедливости полученных научных и технических результатов. Это создало |