Максвелловская научная революция - Ринат Нугаев

Тем более мы не можем заявить о том, что Максвелл свел электричество к магнетизму или магнетизм к электричеству. И даже то, что он вывел электричество и магнетизм из натяжений эфира. Он действительно хотел вывести, но – не получилось: мы знаем, что в [II] он вынужден был вводить маленькие заряженные частицы, функции которых состояли как в передаче вращения от одной ячейки к другой, так и в несении электрического заряда. Да, впоследствии он действительно вывел все уравнения из лагранжиана, но перед этим он получил выражение для тока смещения из механической модели и затем «руками» ввел его в лагранжиан.

(14) В свете сказанного выше весьма сомнительным выглядит утверждение «унификационистов» о том, что «теория является объединяющей до такой степени, что она обладает небольшой теоретической структурой по отношению к области охватываемых ей явлений» (Wayne, 2002, p. 118). Двадцать уравнений Максвелла – это действительно немного по сравнению со всем многообразием явлений оптики, электричества и магнетизма; но вывод из фундаментальной теоретической схемы частных теоретических схем никогда не носит формально-логический характер. Он включает учет особенностей эмпирических ситуаций, т.е. неявно использует феноменологические особенности, относящиеся к экспериментальным установкам.

Как отмечал Ричард Фейнман, «всегда, когда вы слышите подобное эффектное утверждение, что нечто большое можно построить на основе малого числа предположений, – ищите ошибку. Обычно неявно принимается довольно много такого, что оказывается далеко не очевидным, если посмотреть внимательнее» (Фейнман, Лейтон, Сэндс, 1966, т.6,С. 262).

(15) Согласно М. Моррисон, действительно объединяющая теория не является простой конъюнкцией тех теорий, которые существовали до объединения.

«В случаях истинного объединения у нас имеется механизм или представленный в теории параметр, который играет роль необходимого условия, требуемого для раскрытия связи между явлениями» (Моррисон, 2000, p. 32).

В структуре истинно объединяющей теории есть нечто особенное, отличающее ее от псевдообъединяющих случаев. Этим «нечто», по замыслу Моррисон, является в максвелловском случае ток смещения. С этим выводом Моррисон я полностью согласен. Именно роль этих параметров играют в нашей модели смены т.н. «гибридные объекты», сконструированные из нескольких встретившихся базисных теоретических объектов (подробнее см.: Нугаев, 1989).

Как показано в третьей главе данного исследования, идея тока смещения завершившая формирование максвелловской теории, была введена вовсе не на путях математической гипотезы. Ток смещения – типичный гибридный объект, введенный в результате встречи оптики и теории электромагнетизма. Как проницательно отмечал в 1891 г. Оливер Хевисайд, «электрический ток в непроводнике был той самой вещью, которая была необходима для координации электростатики и электрокинетики и для того, чтобы последовательно согласовать уравнения электромагнетизма».

С нашей точки зрения, тем «каркасом», был в случае максвелловской электродинамики «ток смещения», установивший такие связи между встретившимися теориями, что любое продвижение в рамках одной из них неминуемо вело к изменению содержания другой. И вообще, именно гибридные объекты – узлы теоретических традиций – являются теми «каркасами», которые связывают разные встретившиеся программы, обеспечивая поиск и установление плодотворных связей между ними, когда новые результаты, полученные в рамках одной программы, помогают получению новых результатов в рамках другой.

Один из уроков истории максвелловской электродинамики состоит в необходимости различать гибридные объекты второго порядка (crossbreeds) и гибридные объекты первого порядка, «смеси» или просто гибриды (hybrids). Гибридные объекты второго порядка, подобные «току смещения», являются результатом скрещивания базисных объектов встретившихся теорий. А просто гибриды, подобные максвелловским теоретическим схемам в статье 1861 г., описывавшим взаимодействие эфирных вихрей с молекулами – это смеси, составленные из разнородных элементов. Только гибридные объекты второго порядка сохраняются при всех дальнейших развитиях теории; «просто гибриды» представляют собой источники постоянной головной боли для теоретиков, но одновременно являются и движущей силой развития теории. Так, в частности, стремление ослабить дуализм максвелл-лоренцевской электродинамики привело к созданию специальной теории относительности.

(16) Создавая свою электродинамику, Максвелл фактически использует принцип соответствия. В его вихревой модели в работе [II] тензорный аппарат механики сплошных сред позволяет рассчитать силу действующую на единичный объем вещества: F = F1 + F2 + F3 + F4 + F5. Она состоит из пяти членов. Первый член F1– это сила, действующая на магнитный полюс; второй член F2 – сила магнитной индукции; третий и четвертый члены F3 + F4 – сила, действующая на электрические токи. Рассчитывая силу в каждом отдельном случае, он сравнивает ее значение с теми, которые были получены предыдущими авторами, в «старых» теориях.

При этом он демонстрирует, что принцип соответствия означает переполучение в «новой» теории лишь математических соотношений; «онтологии» новой и старой теорий друг в друга не переходят.

Таким же образом, впоследствии Эйнштейн, например, продемонстрировал, что в теории тяготения принцип соответствия означает лишь переход математических соотношений общей теории относительности в математические соотношения ньютоновской теории гравитации в предельном случае слабых гравитационных полей.

(17) Вполне возможно, что Максвелл был «сыном своего времени» не только потому, что активно использовал идеи кантианской эпистемологии. Это только для логики научного познания важно, что переход от механической научной картины мира к электромагнитной был подготовлен всем предшествующим развитием физики. Но если тщательно проанализировать причины того, почему именно Максвелл осуществил этот переход, то придется привлечь также и факторы психологического и социокультурного характера.

В частности, настойчивая попытка Максвелла найти компромисс между континентальной и британской исследовательской традициями во многом может объясняться его этническими корнями. Как подданный Великобритании, лорд Максвелл получил высшее образование и докторскую степень в лучшем английском – кембриджском – университете. С другой стороны, как шотландский патриот, он сделал объектом своей первой цветной фотографии цвета национального шотландского флага. Известны также его критические высказывания о колониальной политике Великобритании в Индии (Campbell & Garnett, 1882).

Больцман Людвиг (1952 а) Комментарии к статье Максвелла «О фарадеевских линиях сил». – В сб.: Дж. К. Максвелл. Избранные сочинения по теории электромагнитного поля. (Перевод З. А. Цейтлина). – М.: гос. изд-во технико-теоретической литературы. – 1952. – С. 89—106.

Больцман Людвиг (1952 б) Комментарии к статье Максвелла «О физических линиях сил». – В сб.: Дж. К. Максвелл. Избранные сочинения по теории электромагнитного поля. (Перевод З. А. Цейтлина). – М.: гос. изд-во технико-теоретической литературы. – 1952. – С. 194 —250.