БЛИЗКОДЕЙСТВИЕ И ДЕЙСТВИЕ НА РАССТОЯНИИ

 

Закон взаимодействия неподвиж­ных электрических зарядов был установлен экспериментально. Но оставался нерешенным вопрос, как осуществляется это взаимодействие. Сейчас мы займемся выяснением этого вопроса.

Близкодействие.Если мы наблюдаем, действие одного тела на другое, находящееся на некотором расстоя­нии от него, то, прежде чем до­пустить, что это действие прямое и непосредственное, мы склонны сна­чала исследовать, нет ли между те­лами какой-либо материальной свя­зи: нитей, стержней и т.д. Если по­добные связи есть, то мы объясняем действие одного тела на другое при помощи этих промежуточных звень­ев. Так, когда водители старых ав­тобусов (ныне встречающихся ред­ко) поворачивают рукоятку, откры­вающую дверь, то последователь­ные участки соединительного стерж­ня сжимаются, затем приходят в движение, пока дверь не откро­ется.

В современных автобусах води­тель заставляет дверь открываться, направляя по трубкам сжатый воз­дух в цилиндр, управляющий меха­низмом двери. Можно приспособить для этой цели электромотор.

Во всех трех способах открыва­ния двери есть нечто общее: между водителем и дверью существует непрерывная соединительная линия, в каждой точке которой совершается некоторый физический процесс. С помощью этого процесса, распро­страняющегося от точки к точке, происходит передача действия, при­чем не мгновенно, а с той или иной скоростью.

Итак, действие между телами па расстоянии во многих случаях мож­но объяснить присутствием пере­дающих действие промежуточных звеньев. Не разумно ли в тех слу­чаях, когда мы не замечаем ника­кой среды, никакого посредника меж­ду взаимодействующими телами, до­пустить существование некоторых промежуточных звеньев? Ведь иначе придется считать, что тело действует там, где его нет.

Кому не знакомы свойства воз­духа, тот может подумать, что рот или голосовые связки собеседника непосредственно действуют на уши, и считать передачу звука невидимой средой, чем-то совершенно непо­нятным. Однако можно проследить весь процесс распространения зву­ковых волн и вычислить их ско­рость.

Предположение о том, что взаи­модействие между удаленными друг от друга, телами всегда осуществля­ется с помощью промежуточных звеньев (или среды), передающих взаимодействие от точки к точке, составляет сущность теории близко - действия.

Многие ученые, сторонники тео­рии близкодействия, для объяснения происхождения гравитационных и электромагнитных сил придумывали невидимые истечения, окружающие планеты и магниты, незримые ат­мосферы вокруг наэлектризованных тел. Размышления эти были подчас весьма остроумны, но обладали не­маловажным недостатком — они ни­чего не давали науке.

Действие на расстоянии.Так про­должалось до тех пор, пока. Ньютон не установил закон всемирного тяго­тения, не предложив, однако, како­го-либо объяснения его действия. Последовавшие успехи в исследо­вании Солнечной системы настолько захватили воображение ученых, что они вообще в большинстве своем начали склоняться к мысли, что поиски каких-либо посредников, пе­редающих взаимодействие от одного тела к другому, совсем не нужны.

Возникла теория прямого дей­ствия на расстоянии непосредствен­но через пустоту. Согласно этой теории действие передается мгно­венно на сколь угодно большие расстояния. Тела способны «чув­ствовать» присутствие друг друга без какой-либо среды между ними. Сто­ронников действия на расстоянии не смущала мысль о действии тела там, где его самого нет. «Разве,— рас­суждали они,— мы не видим, как магнит или наэлектризованная па­лочка прямо через пустоту притя­гивают тела?» И при этом сила притяжения, например, магнита заметно не меняется, если магнит завер­нуть в бумагу или положить в дере­вянный ящик. Более того, даже если нам и кажется, что взаимодействие тел вызвано непосредственным кон­тактом, то в действительности это не так. При самом тесном контакте между телами или частями одного тела остаются небольшие промежут­ки. Ведь груз, например, подвешен­ный на нити, не разрывает эту нить, хотя между отдельными ато­мами, из которых она состоит, ни­чего нет (рис.). Действие на рас­стоянии— единственный способ дей­ствия, встречающийся повсюду.

Возражения против теории близкодействия были довольно сильны­ми, тем более что они подкреплялись успехами, которых добились такие убежденные сторонники действия на расстоянии, как Кулон и Ампер, от­крывшие законы взаимодействия за­рядов и токов.

Если бы развитие науки происхо­дило прямолинейно, то, казалось бы, победа теории действия на расстоя­нии обеспечена. Но в действитель­ности развитие науки напоминает скорее винтовую линию. Пройдя один виток, наука возвращается при­мерно к тем же представлениям, но уже на более высоком уровне. Имен­но так произошло при развитии молекулярно - кинетической теории. Атомная гипотеза Демократа одно время была оставлена большинством ученых. Затем она возродилась в строгой математической форме и была доказана экспериментально. Так же случилось и при развитии теории близкодействия.

Успехи в открытии законов взаи­модействия электрических зарядов и токов не были неразрывно связаны с представлением о действии на рас стоянии. Ведь опытное исследование самих сил не предполагает опре­деленных представлений о том, как эти силы передаются. В первую оче­редь нужно было найти матема­тическое выражение сил, а выяс­нить их природу можно было и потом.

 

Согласно теории действия на расстояния одно тело действует на другое непосредственно через пустоту, и это действие передается мгновенно. Теория близкодействия утверж­дает, что любое взаимодействие осу­ществляется с помощью промежу­точных агентов и распространяется с конечной скоростью.