ПЕРЕКЛАД ІДЕЙ Фарадея НА МАТЕМАТИЧНИЙ МОВУ
Одна з чотирьох фундаментальних сил всесвіту
Всесвіт управляється чотирма фундаментальними взаємодіями: електромагнітним, гравітаційним, слабким ядерним і сильним ядерним. Іншими словами, відомі тільки чотири способи, які можуть змусити одну частину матерії взаємодіяти з іншого. Ці чотири сили розрізняються за своєю інтенсивністю, сфери застосування, їхня управляються різними механізмами, різні і результати їх дії. Одна з найслабших сил - гравітаційна, її можна виявити на досить великих об'єктах, таких як м'яч або планета. Інтенсивність електромагнітної сили в 1038 разів більше, ніж гравітаційної. Сильна ядерна сила в 100 разів інтенсивніше електромагнітної, вона з'єднує протони і нейтрони атомного ядра, протидіючи електромагнітної силі, яка прагне відокремити протони, що мають той же заряд. При цьому сильне ядерне взаємодія виявляється на надзвичайно малих відстанях (наприклад, відстані між частинками в ядрі) в порівнянні з гравітацією або електромагнітної силою. Те ж відбувається зі слабким ядерним взаємодією.
«Коли магніт впливає на магніт, розташований на деякій відстані, або на шматок заліза, індукційна причина (яку я зараз назву магнетизмом) поступово переходить з намагнічених тіл, при цьому сам перехід займає певний час [...]. Я схильний стверджувати, що поширення магнітних сил від магнітного полюса можна порівняти з коливаннями, виробленими невеликим обуренням на поверхні води, або коливаннями в повітрі від акустичних явищ. Тобто я припускаю, що теорія коливань буде застосовна до цих явищ, як вона може бути застосовна до звуку. Ймовірно також, що вона може бути застосовна і до світла ».
Наукові побоювання Фарадея мали причину. Йшов тільки 1832, а вчений вже припускав, що магнітним силам потрібен час для переміщення в просторі, що суперечило ньютоновой концепції миттєвої дії на відстані. Також Фарадей говорив про хвильовий рух і навіть виявив деяку поверхневу зв'язок електромагнетизму зі світлом.
Фарадей удосконалив перший електромагнітний генератор, повторив свій експеримент і сформулював відкриття однією фразою: «При збільшенні або зменшенні магнітної сили завжди виникає електрику; чим вище швидкість збільшення або зменшення, тим більшу кількість електрики утворюється ».
Це було дуже красномовно, однак наукове співтовариство відкинуло це відкриття, оскільки воно було виражено словами. З тих пір як Ньютон в XVII столітті ввів в науку формули, вважалося, що такого роду заяви повинні виражатися на однозначному і універсальною мовою математики. Фарадей погано знав математику, набагато важливіше для нього були результати експериментів, які забезпечили йому блискучу кар'єру в Королівському інституті. Фарадей вирішив, що колеги не сприймають його ідеї через снобізму, вважаючи його всього лише бідним вихідцем з села без академічної освіти. Фарадей наполегливо захищав свою позицію, погоджує з його поетичним і релігійним світоглядом, і говорив про те, що наука повинна говорити мовою, зрозумілою для звичайних людей.
Коли Фарадей винайшов перший електромагнітний генератор, він відкрив, що на кінцях провідника, що рухається в магнітному полі, виникає різниця потенціалів. Це можна сформулювати так: якщо в двох точках є різниця потенціалів, і вони з'єднуються провідником, виникає потік електронів (електричний струм). Частина заряду, який виходить в точці більшого потенціалу, буде рухатися по провіднику до точки меншого потенціалу. Струм припиниться, коли електричний потенціал в двох точках зрівняється.
Знак мінус поставлений відповідно до закону Ленца: індукційний струм завжди має такий напрямок, що він послаблює дію причини, збудливою його.
Максвелл висловив ставлення до праць Фарадея, якого він називав Ньютоном електрики, в передмові до першого видання свого «Трактату про електрику і електромагнетизмі» (1873, A treatise on electricity and magnetism):
«У міру вивчення Фарадея я усвідомив, що його підхід до розуміння явища теж є математичним, хоча і не представлений в загальноприйнятій формі через математичні символи. Я знайшов також, що його методи можуть бути виражені в звичайних математичних формах і, таким чином, зіставлені з методами визнаних математиків. Так, наприклад, Фарадей своїм внутрішнім зором бачив пронизують весь простір силові лінії там, де математики бачили лише центри сил, що притягають на відстані. Фарадей бачив середу там, де вони не бачили нічого, крім відстані. Фарадей вбачав місцезнаходження явищ в тих реальних процесах, які відбуваються в середовищі »[2].
Поділіться на сторінці