WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 24 |

электромагнитных волн. Но в исходном пункте в период своего формироПроблема выбора принципа близкодействия. Общеизвестно из истования программа Максвелла не имела никаких преимуществ перед соперрии науки, что принципу близкодействия противостоит принцип дальноничающим с ней направлением. Более того, электродинамика Ампера-Ведействия, восходящий к ньютоновской теории тяготения. Согласно ей, сибера уже была развита и к этому времени получила достаточно впечатляюла тяготения может быть названа дальнодействующей, так как она мгнощие результаты. Поэтому сам выбор Максвеллом альтернативной картины венно (независимо от времени) связывает взаимодействующие тела, и для электромагнитных процессов был достаточно смелым исследовательским ее вычисления не требуется никаких допущений о среде, передающей возшагом”1.

действие. Она была создана в противовес картезианской физике, которая В смелом выборе принципа близкодействия в качестве теоретической объясняла движение планет существованием эфирных вихрей. Они увлепрограммы электродинамики Максвелл руководствовался четырьмя принкают планеты — этим самым объясняются их наблюдаемые перемещения.

ципами: метаэмпирическим принципом универсальности закона сохранеВ некотором роде эфирная концепция реальности была основана на принния энергии, метаумозрительным (философским) принципом несовпадеципе близкодействия, отрицая существование пустого пространства. Успения сущности и явления, метаумозрительным (философским) принципом хи ньютоновской теории тяготения в количественном объяснении движевзаимосвязи пространства, времени и взаимодействия и метаумозрительния планет подвигли Ампера, Вебера и др., на основании аналогичности ным (философским) принципом механицизма.

законов электро- и магнитостатики по математической форме с законом Максвелл интуитивно верил, что будущая теория электромагнетизма всемирного тяготения, к созданию электродинамических теорий, испольне будет противоречить закону сохранения энергии. Этот закон сыграл сезуя идею дальнодействующих сил1.

лективную роль при выборе умозрительного принципа близкодействия, Исходя из принципа дальнодействия Вебер получил ряд других закотак как введение зависимости силы, действующей между телами, от сконов (отличных от полученных Максвеллом), которые, однако, также хорорости этих тел, необходимое в рамках теорий дальнодействия (закон Вебешо описывали известный эмпирический материал. Важнейший из законов ра), приводило, по мнению Максвелла, к нарушению закона сохранения энергии. Принцип универсальности закона сохранения энергии позволил О построении И. Ньютоном КТТ (об открытии им закона всемирного тяготения) мы уже писали в первой главе данного исследования. Также мы упоминаем о нем в главе, посвященной становлению Степин В. С. Становление научной теории. С. 147.

ОТО Эйнштейна.

93 Максвеллу выбрать из двух умозрительных принципов: дальнодействия и бесконечные расстояния означает, что дальнодействие происходит, иначе близкодействия — второй. Говоря о другом селекторе, участвовавшем в говоря, как бы вне (независимо от) времени и пространства. Поэтому, отэтом выборе, об умозрительном принципе несовпадения сущности и явле- сюда, ясен выбор, сделанный Фарадеем и Максвеллом в пользу принципа ния, этот принцип можно сформулировать следующим образом: “В осно- близкодействия.

ве наблюдаемых явлений лежат ненаблюдаемые факторы”. С учетом по- Следовательно, выбор умозрительных принципов близкодействия и следнего положения принцип близкодействия гласит так: “Наблюдаемые дальнодействия в качестве программных теоретических принципов соотэлектромагнитные взаимодействия зависят от некоторого физического со- ветствующих электродинамических теорий Максвелла и Ампера-Вебера стояния или действия, существующего в каждой точке пространства и из- напрямую связан с философскими принципами, выражающими соотношеменяющегося от точки к точке”. Вот это “некоторое физическое состоя- ние сущности и явления и взаимосвязь пространства, времени и взаимоние” в предметной области электродинамики ненаблюдаемо. действия, которые в какой-то мере воплощают мировоззренческие ориенСторонники теорий дальнодействия (Ампер, Нейман, Вебер др.) руко- тировочные установки Фарадея и Максвелла и сторонников теорий дальводствовались в своем выборе несовместимым с названным выше принци- нодействия (Ампера, Неймана, Вебера и др.). А принцип механицизма, пом Фарадея и Максвелла, принципом совпадения сущности и явления: как мы уже ранее выяснили, оказался ложным и сыграл антиэвристиче“Сущность наблюдаемых явлений — сходное в этих явлениях, т.е. также скую функцию в построении максвелловской электродинамики в смысле наблюдаема”. Этот метаумозрительный принцип и позволяет выбрать редукции новой фундаментальной истинной теории к старой теории — принцип дальнодействия, так как отрицает существование любых нена- классической механике.

блюдаемых причин или факторов, от которых зависят наблюдаемые явле- Фундаментальное теоретическое исследование электродинамики ния (а, стало быть, отрицает существование ненаблюдаемого фарадеевско- Максвелла (формирование ее теоретической программы). Прежде чем максвелловского “физического состояния”, лежащего в основе наблюдае- выбрать с помощью селектора — теоретического принципа близкодейстмых электромагнитных явлений), и позволяет искать “наблюдаемые при- вия фундаментальный теоретический закон, то этот принцип нужно довечины” (“наглядная причинность”1 по Л.Б. Баженову). Но наблюдаемой сти до состояния, пригодного для использования, т.е. сопоставить конст(или наглядной) причиной во всевозможных явлениях взаимодействия рукту “наблюдаемые электромагнитные взаимодействия” величину “сила электрических зарядов и магнитных полюсов является сила притяжения тока”, а конструкту “электромагнитное поле” — величину “скорость”.

или отталкивания, действующая по прямой, соединяющей взаимодейст- Значит, каждому конструкту должна быть сопоставлена определенная вевующие тела, и, вообще говоря, зависящая от скорости. Эту-то силу и вы- личина с указанием способа измерения или вычисления, или хотя бы меторажают в различной форме все законы дальнодействия, каждый из кото- да, посредством которого, такой способ может быть найден. Такая процерых является достоверным для своей группы экспериментальных данных. дура, как мы уже знаем, может быть названа “квантификацией”1. В резульПо Фарадею и Максвеллу взаимодействие электрических зарядов и тате такой процедуры Максвелл получил квантифицированный принцип магнитных полюсов представляет собой физический процесс, протекаю- близкодействия: “Наблюдаемым силам токов соответствуют ненаблюдаещий в пространстве между взаимодействующими телами и передающийся мые скорости изменения электромагнитного поля”. Последний должен от одной точки пространства к другой с конечной скоростью. Значит, быть записан на искусственном языке, т.е. формализован: электромагнитэлектромагнитное взаимодействие, как и всякое взаимодействие, происхо- ное поле должно рассматриваться как динамическая система, что позволядит в пространстве и во времени. Вот это положение может быть обобще- ет описать его поведение с помощью второго закона Ньютона:

но в философско-методологический принцип взаимосвязи пространства, dP d x d или F = ; где. Из этих уравнений видно, F = m P = (mx) времени и взаимодействия. Эвристическое взаимовлияние этого принципа dt2 dt dt и принципа близкодействия просматривается весьма прозрачно, так как что сила есть производная от импульса, а импульс пропорционален скороони не противоречат друг другу, тогда когда принцип дальнодействия же, dx постулируя мгновенную, независимую от времени, передачу взаимодейсти. Надо полагать, что эта скорость соответствует, согласно квантиствия на большие, практически бесконечные расстояния, противоречит dt этому принципу. Вот почему: мгновенность передачи взаимодействия на 1 Баженов Л. Б. Проблема причинности // Философия естествознания. – М., 1966. С. 210–212 Бранский В.П. Указ.кн. С. 48.

95 фикации, наблюдаемой силе тока. Но одной координаты х, соответствую- волы (х1х2) “произведениям инерции”1.

щей ей скорости, импульса и силы недостаточно для описания электромаг- Но в системе проводников, по которым текут электрические токи, нитного поля, образованного произвольной системой токов. При этом мы часть кинетической энергии связана с существованием этих токов. Пусть исходим из обстоятельства, что поле магнита всегда можно свести к полю движение электричества будет определено набором других переменных:

у1, у2, у3, … Поэтому кинетическая энергия системы проводников, опредетока, воспользовавшись законом: dl = 4i. Теперь предстояло Макд H ляемой х1, х2, х3, … по которым текут токи, определяемые переменными у1, свеллу формализованный таким образом принцип близкодействия переу2, у3, …, будет однородной функцией квадратов и произведений скоровести на новый математический язык, который позволил бы получить анастей обеих систем координат, т.е. производных от х и у. Стало быть, эту логичные выражения для импульса, силы и энергии, описывающих элеккинетическую энергию Т можно разделить на три части, в первой из кототромагнитное поле произвольной системы токов. Последнему соответстрых — Тм, встречается только скорости координат х, во второй — Тl, сковует математическое описание динамической системы с произвольным рости координат у, а в третьей — Тмl, каждый член представляет собой числом степеней свободы. Таким образом, выбор Максвеллом математипроизведение скоростей обеих координат х и у. Отсюда:

ческого языка аналитической механики Лагранжа и Гамильтона был зараТ= Тм + Тl + Тмl нее предрешен.

Теперь распишем каждую из трех частей кинетической энергии сисИзвестно из аналитической механики, что энергия динамической системы по отдельности:

темы, имеющей n степеней свободы, выражается уравнением:

• • • • • Тm = (x1x1) x1 +... + (x1x2 ) x. x +...

1 • 1 2 1, T = q1 + q +.... + q + q q +.....

P P P 1q P 1 11 22 12 2 2 Tl= а сила, действующая на обобщенную координату qк: (y1y1)y1 +... + (y1y2)y1y2 +...

& && d dT dT, = Tml= && (x1 y1)x1 y1 +...

F • k dt dq d q Пусть J — сила, связанная с токами у (как мы помним, согласно кван(где Ркl — коэффициенты, зависящие от координат q1, q2, …, qn — тификации, наблюдаемым скоростям соответствуют наблюдаемые силы обобщенные скорости, равные производной по времени от обобщенных тока), т. е. электродвижущая сила, имеющая индукционное происхождекоординат). Эти выражения дают возможность определить ненаблюдаение. Внешняя э.д.с., которая должна действовать на цепь, чтобы уравновемую энергию и силы, характеризующие электромагнитное поле как динасить J, будет J= -J, и по уравнению Лагранжа:

мическую систему. Следующим шагом является переход от них к матемаd dT dT ' тическим выражениям для наблюдаемой энергии произвольной системы, J = -J = - + & dt dy dy токов и наблюдаемых сил, действующих в этой системе. Таким образом, была осуществлена Максвеллом процедура тождественного преобразоват.к. в Т= Тм + Тl + Тмl нет членов, зависящих от координат у, то второй ния.

член выражения для силы равен нулю, и J сводится к первому члену. Если Пусть наблюдаемая система цепей с током имеет некоторое число разделить J на три части Jm, Jl и Jml, соответствующие частям T, то найдем, степеней свободы; переменные х1, х2, х3, …., число которых равно числу & что поскольку Tm не содержит y, Jm=0. Подставляя Tl в выражение для степеней свободы, определяют форму и положение цепей системы. Если вся кинетическая энергия системы была бы связана с движением этих це- d dTl dTe силы получаем: Jl = - (1). Здесь является линейной функцией пей (проводников), то она была бы выражена в форме:

& & dt dy dy • • • & & Т = (х1х1) х2 +... + (х1х2 ) х х +..., сил токов y. Например, для y1 :

1 где символы (х1х1) и т. д. обозначают коэффициенты, механический смысл, которых в том, что они соответствуют “моментам инерции”, а сим Тем самым мы переходим к потенциальной проверке программного принципа близкодействия методом потенциальной дедукции.

97 электродинамики Максвелла. Как известно, раздвоение теоретического dTl d 1 (2) & && & & = [ (y1y1)y1 +...+ (y1y2)y1y2 +...]= (y1y1)y1 +...+ (y1y2)y2 +...

знания на принципы и законы связано с проблемой выбора из множества & & dy1 dy1 новых математических структур (нового математического тезауруса) с помощью теоретического принципа фундаментального теоретического закоСледовательно, э.д.с. равна производной, взятой с обратным знаком на формирующейся теории. Это обстоятельство связано с тем, что нефунот величины, пропорциональной силе тока, по времени. Закон индукции даментальный теоретический закон, объясняющий фундаментальный эмФарадея утверждает, что э.д.с. индукции равна производной по времени от пирический закон не может быть получен дедуктивным путем непосредст“электротонического состояния”, величина которого пропорциональна сивенно из теоретических принципов (или принципа).

ле тока, образующего магнитное поле. Поэтому математическое выражеЧтобы выбрать с помощью теоретического принципа близкодействия ние (1) объясняет эмпирический закон индукции Фарадея.

(3) фундаментальный теоретический закон, необходимо было найти незаРассмотрение составляющих кинетической энергии Тм, Тl,Tml и соотвисимо от (3) выражение для электрокинетического количества движения.

ветствующих этим составляющим сил, связанных как с изменением коорТолько в этом случае можно исключить из уравнений ненаблюдаемое Р и & & динат и скоростей х, x, так координат и скоростей у, y, позволяет объясоперировать с такими величинами, которые имеют смысл в исследуемой нить из одного источника — с точки зрения теоретического принципа области. Вообще говоря, здесь имеем дело с требованием, согласно котоблизкодействия — все известные Максвеллу эмпирические законы элекрому, теория должна оперировать с наблюдаемыми величинами (принцип тромагнетизма1.

наблюдаемости).

Как известно из классической механики, производная по скорости от Пусть первичная цепь неподвижна и первичный ток постоянен. Тогда dE электрокинетическое количество движения вторичной цепи зависит тольэнергии есть количество движения: P=. Следовательно в выражении d ко от формы и положения вторичной цепи, “так что если какая-либо замкнутая кривая принимается за вторичный контур и если избирается направdTl (1) величина P= воплощает в себе ненаблюдаемое количество движеление вдоль этой кривой, которое считается положительным, то величина & dy Р для этой замкнутой кривой будет определена. Если в качестве положиния. Максвелл назвал эту величину “электрокинетическим количеством тельного направления возьмем противоположное, то знак величины Р долдвижения”, по-видимому, она выражает суть “электротонического состояжен быть изменен на обратный”1.

Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 24 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.