Максвелловская научная революция - Ринат Нугаев

Максвелловская научная революция

Страниц

115

Год

2014

В предыдущих публикациях автор описывает методологическую модель смены теорий, которая применяется к максвелловской научной революции. Но на самом деле, история возникновения максвелловской электродинамики связана с согласованием нескольких "старых" исследовательских программ, таких как электродинамика Ампера-Вебера, волновая теория света Юнга-Френеля и программа Фарадея.

Максвелл создал новый "нейтральный язык" для объективного сравнения выводов из разных программ и для установления связей между ними. Он использовал механику сплошных сред и ее разнообразные аналоговые модели, начиная от труб с несжимаемой жидкостью и заканчивая молекулярными вихрями. Таким образом, взаимодействие различных исследовательских программ привело к созданию иерархии гибридных объектов, включая "ток смещения" и гибридные теоретические схемы.

После появления "тока смещения" домаксвелловские исследовательские программы начали взаимопроникать друг в друга, что привело к последовательному объединению теорий оптики, электричества и магнетизма. Программа Максвелла превзошла программу Ампера-Вебера, потому что она ассимилировала некоторые положения ядра Ампера-Вебера и сочетала их с идеями Фарадея и оптики Юнга-Френеля.

Ключевым элементом синтеза теорий оптики, электричества и магнетизма в максвелловской стратегии являются идеи кантовской эпистемологии. Именно благодаря кантовской философии Максвелл смог объединить континентальные и британские исследовательские традиции в изучении электромагнитных явлений. Кроме того, Максвелл отказался от "деревянной" онтологической интерпретации физической реальности и предпочел гибкий, антинатурфилософский подход, сосредоточиваясь на эпистемологической природе явлений.

В итоге, для Максвелла эфир, "несжимаемая жидкость" и "вихри в эфире" были всего лишь моделями, которые помогли ему установить правильные математические соотношения и отношения между полями и зарядами. Это новое понимание физической реальности Максвеллом открывает новые горизонты в изучении электродинамики и ставит его методологию синтеза теорий на передовом месте научного прогресса.

Читать бесплатно онлайн Максвелловская научная революция - Ринат Нугаев

ВВЕДЕНИЕ

Принято считать, что объединившая оптику, электричество и магнетизм максвелловская электродинамика явилась этапом развертывания фарадеевской научно-исследовательской программы, основанной на концепции близкодействия (см., например, Chalmers, [1976], 2007). Последняя, обеспечив и предсказание, и опытное подтверждение существования радиоволн, победила, наконец, успешно конкурировавшую с ней – на первых порах – исследовательскую программу Ампера-Вебера, основанную на альтернативной близкодействию концепции дальнодействия.

Тем не менее, более пристальный взгляд на историю и методологию физики второй половины XIX в., ставший возможным прежде всего благодаря исследованиям Дэниела Сигела (1991), Маргарет Моррисон (2000) и Оливье Дарриголя (2001), позволяет поставить эту точку зрения под сомнение как слишком большое упрощение – и предложить ее определенную модификацию – на основе учета следующих аргументов.

(А) Во-первых, сам Максвелл неоднократно – с самой первой «электрической» работы и до конца своих дней – подчеркивал, что ключевые идеи электродинамики Ампера-Вебера не столько альтернативны, сколько дополнительны по отношению к концепции полевого взаимодействия, поскольку и та, и другая необходимы, хотя и в разной степени, для дальнейшего развития электродинамики. И в «Трактате об Электричестве и Магнетизме», и в других работах Максвелл отмечал, что полевая теория электромагнитного действия через посредника математически идентична теориям действия на расстоянии, разрабатывавшимися Вебером и Нейманом.

Еще в начале своих исследований в области электродинамики, в мае 1855 г., аспирант кембриджского университета, прилежный студент профессора математики Габриэля Стокса и ректора Тринити-колледжа философа науки кантианца Уильяма Уэвелла, а также постоянный корреспондент Уильяма Томсона с гордостью сообщает отцу:

«Я продолжаю работать над электричеством, стремясь проложить свой путь сквозь работы солидных (heavy) немецких авторов. Привести в порядок все их понятия потребует много времени, но я надеюсь выработать свой взгляд на этот предмет и прийти в конце концов к чему-то интеллигибельному (intelligible) в виде теории» (цит. по работе Campbell & Garnett, 1882, p.105).

Использование юным Максвеллом картезианской терминологии обусловлено тем, что именно Декарт требовал артикуляции феноменов на интеллигибельные и сугубо чувственно-воспринимаемые вещи; в отличие от первых, последние представляют собой мир хаоса, преходящих ощущений и влечений.

И уже в последовавшей вскоре самой первой «электрической» статье «О фарадеевых силовых линиях» (1856), заложившей основы собственной методологии построения теории электрических и магнитных явлений, ее автор заявляет, что в данной работе « мы продвигаемся вперед на основе другого принципа». Какого именно? – Мы «ищем объяснения явлений не только в токах, но также и в окружающей их среде» (Maxwell, 1856, p. 193).

Но при этом перед современным исследователем неизбежно встает следующий вопрос: зачем же нужна была еще одна точка зрения на явления электричества и магнетизма? Разве мало было разнообразных теоретических воззрений в электродинамике первой половины XIX в.? Чем плоха была, например, «настоящая физическая теория