3. Электромагнитная картина мира (эмкм).

В XIX веке естественные науки накопили огромный эмпирический материал, нуждающийся в переосмыслении и обобщении. Многие полученные в результате исследований научные факты не совсем вписывались в устоявшиеся механические представления об окружающем мире. Во второй половине XIX века на основе исследований в области электромагнетизма сформировалась новая физическая картина мира - электромагнитная картина мира (ЭМКМ). В её формировании сыграли решающую роль исследования, проведённые выдающимися учёными М. Фарадеем и Дж. Максвеллом, Г. Герцем. Весь мир заполнен электромагнитным эфиром, который может находиться в различных состояниях. Физические поля трактовались как состояния эфира. Эфир является средой для распространения электромагнитных волн и, в частности, света. Материя существует в двух видах: вещество и поле.

Вещество – это вид материи, имеющей атомарно-молекулярную или плазменную структуру. Частицы вещества имеют массу покоя, не равную нулю.

Поле – это особый вид материи, посредством которого осуществляются электромагнитные взаимодействия; представляющий собой единство электрического и магнитного полей.

1. Материя считается непрерывной. Все законы природы сводятся к уравнениям Дж. Максвелла, описывающим непрерывную субстанцию: природа не делает скачков. Вещество состоит из электрически заряженных частиц, взаимодействующих между собой посредством полей.

2. На основе электромагнитных взаимодействий объясняются все известные механические, электрические, магнитные, химические, тепловые, оптические явления.

Исследования в области электромагнитного поля

В предисловии к своему знаменитому труду «Матема¬тические начала натуральной философии» И. Ньютон выс¬казал следующую установку на будущее: «Было бы жела-

тельно вывести из начал механики и остальные явления природы...»

Многие естествоиспытатели вслед за Ньютоном стара¬лись объяснить, исходя из начал механики, самые различ¬ные природные явления. При этом они неправомерно эк¬страполировали законы, установленные лишь для механи¬ческой сферы явлений, на все процессы окружающего мира. В торжестве законов Ньютона, считавшихся всеобщими и универсальными, черпали веру в успех ученые, работавшие в астрономии, физике, химии.

Длительное время теории, объяснявшие закономернос¬ти соединения химических элементов, опирались на идею тяготения между атомами. Французский математик и астроном Пьер Симон Лаплас был убежден, что к закону всемирного тяготения сводят¬ся все явления, известные ученым. Исходя из этого, он ра¬ботал над созданием, — в дополнение к механике небесной, созданной Ньютоном, — новой, молекулярной механики, которая, по его мнению, была призвана объяснить химиче¬ские реакции, капиллярные явления, феномен кристалли¬зации, а также то, почему вещество может быть твердым, жидким или газообразным. Лаплас видел причины всего этого во взаимном притяжении между молекулами, кото¬рое, считал он, есть только «видоизменение всемирного тя-готения».

Как очередное подтверждение ньютоновского подхода к вопросу об устройстве мира было первоначально восприня¬то физиками открытие, которое сделал французский воен¬ный инженер, впоследствии член парижской Академии наук Шарль Огюст Кулон (1736-1806). Оказалось, что положительный и отрицательный электрические заряды притягиваются друг к другу прямо пропорционально вели¬чине зарядов и обратно пропорционально квадрату рассто¬яния между ними. Создавалось впечатление о новой демон¬страции права закона всемирного тяготения служить сво¬его рода образцом, универсальным ответом на любые задачи. Лишь впоследствии стало ясно: впервые появил-ся в науке один из законов электромагнетизма. После Ку¬лона открылась возможность построения математической теории электрических и магнитных явлений.

Механистическая картина мира знала только один вид материи — вещество, состоящее из частиц, имеющих мас¬су. В XIX веке к числу свойств частиц стали прибавлять электрический заряд. И хотя масса, как считалось, была у всех частиц, а заряд — только у некоторых, обладание элект¬рическим зарядом было признано таким же фундамен¬тальным, важнейшим их свойством, как и масса.

Английский химик и физик Майкл Фарадей (1791-1867) ввел в науку понятие электромагнитного поля. Ему удалось показать опытным путем, что между магнетизмом и электричеством существует прямая динамическая связь. Тем самым он впервые объединил электричество и магне¬тизм, признал их одной и той же силой природы. В резуль¬тате в естествознании начало утверждаться понимание того, что кроме вещества, в природе существует еще и поле.

Математическую разработку идей Фарадея предпринял выдающийся английский ученый Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879). Его основной работой, заключавшей в себе математическую теорию электромагнитного поля, явился «Трактат об электричестве и магнетизме», изданный в 1873 году. Введение Фарадеем понятия электромагнитного поля и математическое определение его законов, данное в уравнениях Максвелла, явились самыми крупными собы¬тиями в физике со времен Галилея и Ньютона.

Но потребовались новые результаты, чтобы теория Максвелла стала достоянием физики. Решающую роль в победе максвелловской теории сыграл немецкий физик Ген¬рих Рудольф Герц (1857-1894). Именно ему по поручению Гельмгольца (Герц был его любимым учеником) довелось проверить экспериментально теоретические выводы Макс¬велла. В 1886 году Герц продемонстрировал «беспроволоч¬ное распространение» электромагнитных волн. Он смог также доказать принципиальную тождественность полу-ченных им электромагнитных переменных полей и свето¬вых волн.

Работы в области электромагнетизма положили нача¬ло крушению механистической картины мира.

С тех пор механистические представления о мире были существенно поколеблены. Ведь любые попытки распрост¬ранить механические принципы на электрические и маг-

нитные явления оказались несостоятельными. Поэтому естествознание вынуждено было в конце концов отказать¬ся от признания особой, универсальной роли механики. Механистическая картина мира начала сходить с истори¬ческой сцены, уступая место новому пониманию физичес¬кой реальности.