Основные физические воззрения
Издание третье, дополненное. Москва – Ленинград:
Издательство АН СССР, 1939 год
Миткевич В. Ф.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Часть первая
- Работы Фарадея в области электромагнитной индукции в связи с его общими физическими воззрениями
- Основные воззрения современной физики
- О «физическом» действии на расстоянии
- О некоторых основных положениях, относящихся к области физики
- О механистической точке зрения в области основных физических представлений
- О современной борьбе материализма с идеализмом в области физики
- Значение книги Ленина «Материализм и эмпириокритицизм» в современной борьбе с идеализмом в области физики
Часть вторая
- Выдержки из стенограммы дискуссии о природе электрического тока
- Выдержки из статьи «К вопросу о природе электрического тока»
- Об ответах М. Л. Ширвиндта и Ю. П. Шеина по поводу десяти вопросов
- К вопросу об условности математической трактовки физических явлений
- По поводу статьи проф. Д. Б. Гогоберидзе «К вопросу об условности математической трактовки физических явлений»
- По поводу физических воззрений проф. Д. Б. Гогоберидзе
- К окончанию дискуссии с проф. Д. Б. Гогоберидзе об основных физических воззрениях
- О позиции И. Е. Тамма в отношении принципиальных воззрений Фарадея и Максвелла
- Фарадей «против» фарадеевской точки зрения
- За фарадее-максвелловскую установку в вопросе о природе физических взаимодействий
- Выдержка из дискуссии по докладу «О физическом действии на расстоянии»
- Выдержки из дискуссии на мартовской сессии Академии Наук СССР в 1936 г.
- По поводу статьи акад. А. Ф. Иоффе «О положении на философском фронте советской физики»
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
VIII.
Выдержки из стенограммы дискуссии о природе электрического тока
ВТОРАЯ БЕСЕДА (3 января 1930 г.)
происходившая в Ленинградском Политехническом институте
(«Электричество», 1930, №№ 3, 8 и 10)
В. Ф. Миткевич. — Когда мы говорим о природе какого-либо физического явления, мы, конечно, не должны обольщать себя мыслью будто бы нам, при современном состоянии физики, доступно проникновение во все детали того, что происходит в действительности. Это является лишь идеалом физики, отдаленным маяком, манящим исследователя. Практически же мы можем только медленно, шаг за шагом, приближаться к этой отдаленной цели. Ясно, что в такой, подчас очень трудной, работе мы можем и должны руководствоваться некоторыми точками зрения, возникающими в процессе изучения явлений. Но эти точки зрения мы обязаны подвергнуть самой беспощадной критике, прежде чем дерзать на основе их создавать вероятную картину того, что происходит в действительности. Сверх того, если мы хотим рассуждать как физики, мы должны понимать, что в действительности происходит не то или иное, в зависимости от нашей точки зрения, а нечто совершенно определенное и во всяком случае нечто, не подчиненное нашей точке зрения.
Чем же мы можем и должны руководствоваться при этой предварительной критике различных точек зрения на данное физическое явление? Единственный ответ, который, по моему мнению, можно дать на этот вопрос, заключается в том, что мы всегда должны прежде всего, руководствоваться степенью физического смысла, присущего той или иной точке зрения. Я поясню сказанное классическим примером из области теории тяготения, Ньютон открыл закон всемирного тяготения и сформулировал его, затем он воспользовался им для математической разработки ряда вопросов, касающихся движения небесных тел. Достигнутые в области небесной механики результаты были таковы, что математик Ньютон мог бы в полной мере гордиться ими и получить полное удовлетворение. Но посмотрим, что думал физик Ньютон по поводу явления тяготения.
Прежде всего, нужно напомнить, что он в самой формулировке закона тяготения указывал, что «все происходит так, как будто бы тела притягиваются». Дальше я позволю себе прочесть отрывок из третьего письма Ньютона к Бентлею, где он говорит следующее: «Что тяготение должно быть врожденным, присущим и необходимым свойством материи, так что одно тело может взаимодействовать с другим на расстоянии через пустоту без участия чего-то постороннего, при посредстве чего и через что их действие и сила могут быть передаваемы от одного к другому, — это мне кажется столь большим абсурдом, что я не представляю себе, чтобы кто-либо, владеющий способностью компетентно мыслить в области вопросов философского характера, мог к этому прийти. Тяготение должно обусловливаться каким-то агентом, действующим непрерывно, согласно известным законам...». Так сказал физик Ньютон. К сожалению, до последнего времени среди лиц, занимающихся физикой, нет достаточно ясного понимания этих слов физика Ньютона, и поэтому я позволю себе на элементарном примере показать, что мы должны разуметь под «абсурдом» и в чем он заключается.
Представим себе массу m1 и массу m2 (фиг. 5). Предположим, что эти массы действительно могут влиять друг на друга на расстоянии. Это значило бы следующее. Пусть некоторая поверхность S, совершенно замкнутая, окружает со всех сторон массу m1. Если кто-либо допускает, что масса m1 действует на расстоянии на массу m2, то, следовательно, он считает возможным осуществление этого действия без того, чтобы какой-нибудь физический агент в какой-либо части поверхности S проникал сквозь нее.
Конечно, это можно себе представить, если призвать на помощь спиритические или медиумические явления, но физики до последнего времени обычно этим не пользовались и обходятся без этого. Поэтому для всякого ясно, что физик не может говорить о такой схеме физического представления иначе, как о величайшем абсурде. Таким образом, математик Я. И. Френкель, подобно математику Ньютону, имеет законное право и иногда, быть может, должен при математическом рассмотрении вопросов из области электромагнетизма пользоваться идеей действия на расстоянии, но если Я. И. Френкель желает говорить как физик, он должен помнить прочитанные мною золотые слова физика Ньютона, должен учитывать всю физическую абсурдность идеи действия на расстоянии и ставить actio in distans на надлежащее место.
Можно привести бесчисленное множество примеров, когда при математическом рассмотрении какого-либо вопроса, какого-нибудь физического явления мы представляем себе его не, так, как оно происходит в действительности. Это бывает математически удобно и совершенно законно в этом смысле. Я остановлюсь на нескольких элементарных примерах для того, чтобы пояснить свою мысль.
Представим себе некоторую материальную точку, которая вдоль направляющей рейки перемещается по прямой линии из точки О в точку А (фиг. 6). Это есть вполне определенный физический процесс. Математик или теоретик-механик совершенно законно применяет разложение этого перемещения на какие-либо составляющие, в частности можно как угодно провести одну ось, проходящую через точку О, и перпендикулярно к ней вторую ось, а затем перемещение материальной точки из О в A разложить на две составляющие по этим осям. Таких разложений существует бесчисленное множество. Все они абсолютно законны с математической точки зрения. Но из всех комбинаций разложения, которые все одинаково законны при математическом рассмотрении вопроса, единственное разложение, соответствующее действительности, есть такое разложение, при котором одна из осей проходит через точки О и А. Тогда одна составляющая есть полное перемещение, а другая равна нулю.
В виде второго примера представим себе некоторое тело С, которое вращается вокруг оси О, перпендикулярной плоскости чертежа (фиг. 7). Предположим, что угол поворота мы отсчитываем от неподвижного направления ОА. Допустим, что тело С вращается в положительную сторону и делает a оборотов в секунду. Это есть действительное физическое явление. Математик или теоретик-механик совершенно законно в известных случаях может рассматривать это вращение, как происходящее следующим образом. Одновременно с вращением в положительную сторону со скоростью a оборотов в секунду, можно представить себе еще добавочное вращение в ту же сторону со скоростью в 10n оборотов в секунду. Представим себе далее и одновременное вращение в другую сторону со скоростью –10n оборотов в секунду. Результат от этого нисколько не изменится, но в математическом исследовании это построение может оказаться полезным, и мы иногда пользуемся таким построением, причем n может быть какое угодно число, может быть даже миллион, миллион миллионов, миллион в миллионной степени, все что угодно. Однако физически это не приемлемо, физически есть только определенное вращение, считаемое от направления ОА. Физический смысл имеет только предположение, что n = –∞, а математический смысл имеет любое предположение.
Последний пример возьмем из области нам более близкой, из области теории магнетизма. Мы привыкли пользоваться представлением о магнитной массе. Представление о единице магнитной массы лежит в основании абсолютной электромагнитной системы единиц. Это есть, так сказать, законное использование фиктивного представления, которое является результатом математической трактовки вопроса, но никому из нас теперь и в голову не придет мысль, что магнитная масса в действительности существует. Это есть лишь величина, которою с большой выгодой пользуются и должны пользоваться при математическом исследовании. Итак, некоторые точки зрения на данное физическое явление могут быть чрезвычайно плодотворными и ценными в математическом отношении и в то же время могут быть совершенно неприемлемыми в решении вопроса о том, что происходит в действительности.
Я перехожу теперь к теме нашей беседы, вернее сказать, нашего спора о природе электрического тока. Как совершенно определенно выяснилось в прошлый раз, здесь есть две, по моему мнению, совершенно непримиримые точки зрения. Первая точка зрения, — ее наиболее ярким выразителем является Я. И. Френкель, — отстаивает действие на расстоянии. Другая точка зрения, которую защищаю я, кладет в основу своих рассуждений участие промежуточной среды, окружающей центр или ось, вокруг которых ориентируется то или иное электромагнитное явление. Я не думаю, чтобы после того, что я уже сказал, необходимо было много говорить относительно физической состоятельности той или другой точки зрения, но все-таки позволю себе добавить еще несколько слов. Если точка зрения простого действия на расстоянии является физическим абсурдом, то тем большим физическим абсурдом является точка зрения запаздывающего действия на расстоянии. Это есть ценный математический прием, придуманный Лоренцем. Прием этот может много дать при формальном описании электромагнитных явлений, но это, конечно, абсолютный физический абсурд.
В дополнение к тому, что я здесь говорил относительно физической абсурдности идеи действия на расстоянии, представим себе, что у нас имеется некоторая система, способная излучать электромагнитную энергию. Допустим, что радиостанция А в некоторый момент времени начинает генерировать очень мощное излучение, распространяющееся на колоссальное расстояние. Возьмем расстояние столь большое, что оно проходится электромагнитным излучением в десять лет, пока оно не дойдет до некоторого удаленного радиоприемника В. Предположим, что после того, как радиостанция А уже поработала, мы ее совершенно уничтожим. Допустим, что радиоприемник В в момент излучения может даже не существовать и лишь потом, в конце десятого года, мы можем успеть построить приемную систему. Через десять лет излученная электромагнитная энергия будет принята системой В. А в промежутке, в течение десяти лет, где находится излученная энергия, где находится физический агент, который должен в конце концов воздействовать на приемник В? С точки зрения Я. И. Френкеля, нигде. Такое объяснение физически не допустимо. Если мы рассуждаем как физики, подобное объяснение мы должны квалифицировать как полный абсурд, но при формально-математическом рассмотрении вопроса мы имеем законное право иногда так рассуждать. Как математик, Ньютон правильно пользовался теми положениями, которые, как физик, считал абсурдными.
В прошлый раз в словах Я. И. Френкеля я усмотрел некоторый упрек по адресу метода мышления Фарадея. Он сказал, что Фарадей «не мог себе представить действия на расстоянии», и сказал это с некоторым оттенком осуждения. Я далек от мысли защищать Фарадея от нападок со стороны Я. И. Френкеля, но полагаю необходимым указать, что Фарадей потому именно и считается нами величайшим из физиков, что он в недосягаемой для других степени обладал способностью различать физически приемлемое от физически абсурдного. Поэтому-то он и оказался способным обогатить науку рядом достижений, сделавших эпоху. Защищаемая мною точка зрения Фарадея, развитая далее трудами Максвелла, имеет все признаки физически состоятельной точки зрения. Конечно, возможно, что фарадее-максвелловская точка зрения требует некоторых дальнейших уточнений и дополнений, но в общем она вполне может служить нам путеводной нитью при построении вероятной картины того, что происходит в действительности в том электромагнитном процессе, который мы сейчас разбираем.
В прошлый раз П. С. Эренфест, исходя из благородного побуждения примирить спорящие стороны, сказал: «В теперешний момент эти две точки зрения эквивалентны». Да, конечно, они эквивалентны в математическом отношении, при математическом описании явления электрического тока, но ведь это вовсе не относится к теме нашей беседы. В то же время эти две точки зрения абсолютно неэквивалентны в отношении их физического смысла. П. С. Эренфест предложил поставить специальный опыт — experimentum crucis, при помощи которого можно было бы решить, какая точка зрения правильна, какая ошибочна. Я не вижу никакого физического смысла в таком эксперименте. Он ни к чему не приведет. Ввиду математической эквивалентности этих двух точек зрения, конечно, любой эксперимент мы можем и должны описать и тем, и другим способом. Но совершенно ясно, что одна точка зрения при всей ее математической законности и ценности является физическим абсурдом, а другая — физически состоятельна и вполне приемлема. Это совершенно очевидно уже теперь, и я поэтому очень возражаю против пессимизма П. С. Эренфеста, который сказал, что может быть нам придется умереть раньше, чем наш спор приведет к какому-нибудь заключению. Умирать не надо, надо жить. По моему, спор решается уже сейчас в плоскости простого здравого смысла.
А. Ф. Иоффе в своем выступлении сказал: «правильно понимаемая электронная теория должна являться дополнением и развитием максвелловской теории». Прекрасные слова, подписываюсь под ними. При этом под правильным пониманием я подразумеваю полный учет всех тех следствий, которые вытекают из признания абсолютной физической абсурдности идеи действия на расстоянии. Когда этот полный учет будет осуществлен, тогда, конечно, не будет противоречий между большими достижениями электронной теории и представлением Максвелла об электрическом смещении, которое явилось одним из базисов его физической теории.
Итак, в дальнейшем при рассмотрении вопроса о природе электрического тока, занимаясь физическим, а не математическим описанием, мы можем, мы обязаны считаться с фарадее-максвелловской точкой зрения, которая оказывается единственной физически состоятельной. Я буду основываться на том положении, которое вызвало особенно ожесточенный спор в прошлый раз, а именно, что в каждом элементе объема в пространстве вокруг проводника с током содержится некоторый запас энергии. Этот запас энергии мы не можем, рассуждая как физики, не связывать с каким-то процессом, происходящим в этом же объеме, причем процесс должен быть таковым, чтобы картина его способна была более или менее охватить все стороны, все свойства электромагнитного поля. Делая попытку в этом направлении, Дж. Дж. Томсон в свое время воспользовался представлением о единичных трубках электрического смещения, названных Им фарадеевекими трубками. Дж. Дж. Томсон вместе с Пойтингом дал целый ряд чрезвычайно интересных построений, которые иллюстрируют с этой точки, зрения процесс электрического тока в самых разнообразных случаях. Все это необычайно изящные картины, помогающие очень глубоко проникнуть в тонкости процесса электрического тока.
С точки зрения Дж. Дж. Томсона и Пойтинга, магнитное поле надо представлять себе, как форму нашего восприятия движущихся фарадеевских трубок. Однако эта точка зрения приводит в целом ряде случаев к непреодолимым трудностям. С этой точки зрения, например, чрезвычайно трудно уяснить существование магнитного поля вокруг сверхпроводника, по которому течет ток. Далее, с этой точки зрения чрезвычайно трудно объяснить магнитное вращение плоскости поляризации света и т. д. В виду этого я сделал попытку обратиться к магнитному полю и положить именно его в основание картины того физического процесса, который является носителем энергии, в случае электрического тока. Здесь я обратился к старым, мало использованным работам Максвелла, в которых он трактует вопрос о вероятной природе магнитного поля. К этому же вопросу он обратился и довольно основательно его еще раз разобрал в одной из последних глав второго тома своего Трактата.
Проанализировав открытое Фарадеем явление магнитного вращения плоскости поляризации света, и в полном соответствии с некоторыми ранее высказанными идеями Вильяма Томсона (Кельвина), Максвелл пришел к необходимости утверждать, что в магнитном поле мы имеем дело с каким-то вращением. В каждом элементе объема магнитного поля мы имеем такое вращение, причем это вращение совершается вокруг оси, совпадающей с направлением вектора магнитной силы. Идя по этому пути, мы, вместе с Максвеллом приходим к заключению, что физическое магнитное поле, воспринимаемое нами, как магнитный поток, должно состоять из некоторых вихревых нитей. Отдельные математические работы, которые Максвелл посвятил исследованию этого вопроса, анализируют представление о магнитных вихревых нитях. В этом отношении невольно напрашивается сближение максвелловских вихревых нитей с гельмгодьцевскими замкнутыми вихревыми нитями в идеальной жидкости. Целый ряд основных свойств тех и других в значительной мере совпадает. Таким образом, мы подходим к некоторой конкретизации мысли Фарадея о «physical lines of force», о физически существующих магнитных линиях. В своих работах Максвелл очень обстоятельно исследовал вопрос о возникновении электрического смещения при движении магнитных вихрей и показал, что на основе представления о магнитных вихрях имеется возможность очень простого и естественного подхода к объяснению возникновения деформации электрического смещения при движении магнитных вихревых нитей. Таким образом, беря в основу дальнейших рассуждений физически существующие магнитные линии, понимаемые мною как магнитные вихри, мы имеем в своих руках нечто, способное охватить весь комплекс электромагнитных явлений, и в этом я вижу большую ценность такого представления.
Пользуясь представлением о магнитных линиях как о реально существующих элементах магнитного потока, я в ряде своих последних работ [см. «Доклады Академии Наук СССР», серия А, 1929, стр. 131, 136, 171, 259 и 289] подверг обследованию свойства магнитного потока. Мое удалось предвидеть и обнаружить на опыте две составляющие магнитного потока взаимной индукции. Поток взаимной индукции мы обычно выражаем через Mni1, где i1 — ток в первичной цепи, а Mn — нормальный коэффициент взаимной индукции. Я установил, что есть некоторая другая составляющая, которая выражается через
,
т.е. через первую производную тока по времени. Существование этой аномальной составляющей потока взаимной индукции есть необходимое следствие основного фарадеевского представления о магнитном потоке как о совокупности реально существующих замкнутых магнитных линий. Через Ma я обозначил аномальный коэффициент взаимной индукции. Таким образом, полный поток взаимной индукции, сцепляющийся со вторичною цепью, получает следующий вид:
.
Далее я (предвидел и обнаружил на опыте) вторую составляющую электродвижущей силы взаимной индукции. Нормальная составляющая выражается, как известно, через
,
аномальная же составляющая выражается соотношением
,
т.е. выражается через вторую производную первичного тока по времени, Это опять-таки непосредственно следует из основных представлений Фарадея. Полная электродвижущая сила взаимной индукции во вторичной цепи (при условии постоянства геометрических координат выражается, следовательно, так:
.
В связи с указанными результатами я с тем большим правом в своих дальнейших построениях буду пользоваться представлением о магнитных линиях, как об исходных элементах при объяснении явлений, происходящих в электромагнитном поле.
В. Ф. Миткевич. — Я нахожусь в чрезвычайно тяжелом положении, отвечая на то, что говорит Я. И. Френкель. Я прямо смущен до чрезвычайности. Он применил особый полемический прием. Я стремился поспорить с физиком Я. И. Френкелем, а он подменил физика чистым математиком. У нас нет общего языка. Я не знаю, как говорить. Если вы, Яков Ильич, как физик действительно можете примириться с тем невероятным абсурдом, что некоторая масса m1 (фиг. 5) может действовать на расстоянии на массу m2 без того, чтобы какой-либо физический агент проникал сквозь замкнутую поверхность, окружающую массу m1, то я вынужден заподозрить вас в том, что вы тайный адепт спиритизма. Иного объяснения нет! Повторяю, математик Я. И. Френкель имеет право так рассуждать, законное, абсолютное право. Собственно говоря, все, что на эту тему Я. И. Френкель говорил, он говорил как математик. Мне очень трудно с ним спорить потому, что все продолжается в таком же роде. Если математик Я. И. Френкель со мной спорит, то ясное дело, что он говорит по-прежнему с точки зрения дальнодействия. Я ведь с самого начала напомнил, что мы совсем не занимаемся вопросами математического описания явлений тока, мы хотим подойти к правдоподобной картине того, что в действительности происходит. У меня создалось такое ощущение, будто бы я не говорил этого совсем. Я указывал, что в силу математической эквивалентности разных точек зрения, я не считаю нужным производить тот опыт, о котором П. С. Эренфест в прошлый раз говорил. Этот опыт не имеет физического смысла потому, что формальное описание какого угодно физического явления должно быть возможно и с той, и с другой точки зрения. Далее я утверждаю, что, придерживаясь темы нашей беседы, нужно категорически ясно сказать, какова при современном состоянии знаний правдоподобная картина того, что происходит в действительности. Я не понимаю, о чем можно еще говорить по, вопросу о природе электрического тока.
ТРЕТЬЯ БЕСЕДА (14 марта 1930 г.)
В. Ф. Миткевич. — Я буду очень краток, для того чтобы дать Я. И. Френкелю время изложить физическое содержание его представлений о природе электрического тока. Я хочу подвести итоги того, что выяснилось в связи с моими выступлениями на двух предыдущих беседах. Речь идет, как М. А. Шателен подчеркнул, о природе электрического тока, а не об электрическом токе вообще. Следовательно, к теме беседы имеют отношение отнюдь не математические методы описания электрического тока, а именно только наши физические представления об электрическом токе. Математические соотношения интересны для нас лишь постольку, поскольку они дают материал для суждения о том, что в действительности происходит. Анализируя наши общие физические представления и стремясь осветить основу этих представлений, я в прошлый раз дошел до простейшего случая, до такого примера, который в высокой степени просто выявляет физическую состоятельность различных возможных точек зрения. Я имею в виду случай взаимодействия двух каких-либо физических центров. Иллюстрируя физические взгляды Ньютона, я говорил о двух тяготеющих массах. Совершенно также, конечно, обстоит дело и в случае взаимодействия двух, например, электрических зарядов.
Представим себе электрический заряд q1, электрический заряд q2 и некоторую замкнутую поверхность S, окружающую со всех сторон заряд q1 (фиг. 8). В прошлый раз я поставил вопрос, который могу сейчас сформулировать применительно к электрическим зарядам. Вопрос заключается в следующем: может ли электрический заряд q1 взаимодействовать с зарядом q2 без того, чтобы какой-либо физический агент проникал сквозь замкнутую поверхность S? Вот тот вопрос, который я поставил и который имеет весьма существенное значение при обсуждении всего, что касается природы электрического тока. Необходимо совершенно ясно и четко сказать «да» или «нет». Либо «да», либо «нет». Либо то, либо другое. Середины не может быть!
Подвожу теперь итог того, что выяснилось во время предыдущих бесед. Я самым решительным образом утверждал, что мы должны категорически отрицать возможность ответа «да» и говорить только «НЕТ». С этим ответом связано определенное физическое мировоззрение. Если не может иметь места взаимодействие между q1 и q2 без того, чтобы некоторый физический агент проникал сквозь замкнутую поверхность, значит какой-то промежуточный агент есть. Как его мыслить, это совершенно другой вопрос. Можно себе представить, например, что из зарядов q1 и q2 вылетают какие-то особенные физические кванты. Можно представлять себе это как угодно иначе. Мне кажется, лучше всего стоять на точке зрения Фарадея-Максвелла и мыслить некоторую промежуточную среду, Представляющую собою основной физический фон, на котором развиваются все электромагнитные процессы. Но так или иначе, имеется физический посредник между этими двумя зарядами q1 и q2.
Я. Г. Дорфман в прошлый раз выступил с совершенно определенным ответом на поставленный мною вопрос и сказал «ДА»! Он откровенно и смело утверждал, что именно полным абсурдом является мысль о физическом посреднике между взаимодействующими на расстоянии центрами. Я. И. Френкель не счел возможным дать прямой ответ на принципиальный вопрос, касающийся взаимодействия двух физических центров (фиг. 8), но он так много говорил в защиту точки зрения действия на расстоянии, что я, конечно, не рискую ошибиться, если скажу, что он так же рассуждает, как и Я. Г. Дорфман, т.е. что он так же считает абсурдом предположение, будто физические центры не могут взаимодействовать на расстоянии через пустоту, в полном смысле этого слова, без физического посредника. Таким образом, ответом Я. И. Френкеля на поставленный мною вопрос надо признать определенное «ДА».
Итак, мы имеем две совершенно определенные исходные точки зрения; точку зрения Фарадея-Максвелла и точку зрения actio in distans. Это — противопоставляемые в нашем споре исходные физические воззрения. Я указывал, что, рассматривая вопрос о природе электрического тока и исходя из фарадее-максвелловских основных воззрений об участии промежуточной среды — физической первоосновы, на фоне которой проявляются электромагнитные процессы, можно различными способами пытаться построить вероятную картину того, что происходит в действительности. Я упоминал о воззрениях Дж. Дж. Томсона, о картине, в основу которой кладутся физически существующие фарадеевские трубки электрического смещения. Это — стройная картина, которая многое красиво объясняет. Мне представляется, однако, что в ряде случаев не все легко объяснить. Поэтому я пытаюсь построить другую картину и при этом исхожу из представления о реально существующих магнитных линиях. Это мне кажется особенно интересным, потому что Фарадей, который сам говорил вначале об электрических «physical lines of force», к концу своей деятельности, после тщательного анализа всего того, что им было открыто, склонялся к преимущественному значению идеи о реально существующих магнитных линиях. Можно далее говорить об электронной теории, учитывающей промежуточную среду. Это будет самая законная электронная теория, которая должна являться тем, о чем говорил А. Ф. Иоффе, т.е. дальнейшим развитием и углублением фарадее-максвелловской теории.
Наконец, может быть, со временем будет создана некоторая теория «X», которая даст более полную и стройную картину того, что происходит в действительности в случае электрического тока. Но, так или иначе, все это представляет собою возможные пути развития основной фарадее-максвелловской точки зрения. С другой стороны, можно построить наше представление о природе электрического тока, исходя из точки зрения actio in distans. Здесь можно говорить об электронной теории, не учитывающей промежуточной среды. Можно, наконец, представить себе, что появится некоторая новая теория, исходящая из actio in distans. Назовем ее теорией «Y». Вот, собственно говоря, общая схема нашего спора. Я все время пытался свести то, что говорилось, в плоскость данной схемы, полагая, что в этом суть дела.
Может показаться, что наш спор бесплоден. Я полагаю, однако, что в нашем споре был большой физический смысл и что в сумме было сказано не мало ценного. Это дало возможность заострить нашу мысль и если не окончательно разрешить вопрос о природе тока, то во всяком случае продвинуть вперед анализ всего того, что имеет самое непосредственное отношение к вопросу о природе тока.
В. Ф. Миткевич.
...Я скажу теперь несколько слов по поводу очень интересного доклада Я. И. Френкеля. Во-первых, я констатирую тот факт, что с точки зрения Якова Ильича проводниковый электрический ток не есть непрерывный, сплошной физический процесс, как эта мною мыслится, но представляет собою лишь комбинацию, так сказать, точечных токов. В тех местах, где есть электроны, есть изолированные точечные токи. В других местах ничего нет. Это — комбинаций совершенно обособленных точечных токов. По-видимому, это безусловно так?
Я. И. Френкель. Так.
В. Ф. Миткевич. Меня очень смущает некоторая недомолвка Я. И. Френкеля. Он не увязал своей мысли, касающейся энергии электромагнитного поля, с тем утверждением, которое по существу делает относительно моего основного вопроса (фиг. 8). По Я. И. Френкелю, вне электрона ничего нет, абсолютно пустое пространство! Предположим, что мы имеем какой-то контур проводника, по которому течет ток. Здесь движутся электроны. Согласимся на время с Я. И. Френкелем, что это и есть реальный процесс тока. Допустим далее, что вокруг проводника абсолютная пустота и что, следовательно, никакого физического процесса в этой пустоте нет.
Я. И. Френкель. Никакого процесса движения!
В. Ф. Миткевич. Ничего нет! Абсолютная пустота. Нет никакого реального физического процесса! В таком случае я задам вопрос: где находится электрокинетическая энергия этого тока? Хотя Я. И. Френкель и говорит об объемном интегрировании для получения электромагнитной энергии, но, по его мнению, это лишь удобный математический прием. Если вне проводника с током нет никакого реального физического процесса, следовательно, по Я. И. Френкелю, электрокинетическая энергия тока находится внутри проводника. Это вытекает из общих утверждений Я. И. Френкеля, начиная от этого «ДА» (показывает на доску, где выписаны ответы на вопрос, относящийся к фиг. 8).
Итак, по Я. И. Френкелю, энергия тока находится внутри проводника, а в пространстве, окружающем проводник, ничего нет! Теперь представим себе какую-либо передачу электрической энергии на большое расстояние. Я спрошу: где течет энергия, передающаяся вдоль этой линии передачи? Напоминаю: проводник в абсолютной пустоте, где ничего нет. Я. И. Френкель, очевидно, полагает, что энергия течет внутри проводника. Ничего иного нельзя себе представишь с его точки зрения. Здесь кроется глубокое недоразумение и явная недоговоренность со стороны Я. И. Френкеля.
Он говорил, правда, что физик должен сделать над собою усилие и привыкнуть к точке зрения actio in distans. Сделаем допущение, что для обычного случая, для проводника нормального, можно как-то «привыкнуть» к точке зрения Я. И. Френкеля. Но что будет, если мы возьмем сверхпроводящую линию?
Предположим, что передается энергия переменного тока. Во всех точках внутри сверхпроводника H является константой. Никакого переменного магнитного поля не будет во всех точках внутри проводника. Как же это энергия переменного тока течет внутри проводника? Не могу понять. Какая-то неувязка в физических представлениях Я. И. Френкеля о природе электрического тока. Впечатление такое, что ему хочется пользоваться фарадее-максвелловскими представлениями, но он не считает возможным это открыто признать. Иначе никак невозможно объяснить то, что говорит Я. И. Френкель.
Наконец, позволю себе задать еще вопрос. Если мы имеем два тока i1 и i2, через что осуществляется физическое взаимодействие, механическое или индуктивное, между двумя контурами тока? Я даю известный всем присутствующим ответ. Я. И. Френкель дает такой ответ: «Без участия какого-либо промежуточного физического агента». Ни через что! Верно?
Я. И. Френкель. Верно.
В. Ф. Миткевич. — Я констатирую факт. Я, пожалуй, могу этим и ограничиться. Еще только маленькое замечание по поводу, того, что Я. И. Френкель говорил о некоторых приемах математического описания, как об очень «удобных» и потому, якобы, могущих лечь в основание наших физических представлений. Я думаю, что это недостаточный критерий для того, чтобы этими математическими приемами пользоваться при описании вероятной картины того, что происходит в действительности. Математически это удобно, а физического смысла в этом нет! Тут необходим другой критерий. Пока этим ограничусь.
В. Ф. Миткевич. Яков Ильич, я смущен тем, что слышал. Вы говорите, что с защищаемой мною точки зрения Фарадея-Максвелла действие распространяется с бесконечной скоростью, а с вашей точки зрения — с конечной. Я очень удивлен. Как раз именно фарадее-максвелловская точка зрения внесла в физику представление о конечном распространении электромагнитного действия, и опыт подтверждает теорию. Вывод Максвелла в свое время поверг в смущение всех защитников идеи действия на расстояние. Они считались только с мгновенной передачей, и всем, кто пережил эту эпоху, одно время казалось, что тут произнесен смертный приговор над actio in distans. Но Лоренц придумал очень красивый математический прием запаздывающего actio in distans, и, таким образом, удалось формально описать то, что Максвелл получил, исходя из представления об участии промежуточной среды. Итак, как раз максвелловское воззрение внесло в науку представление о конечной скорости распространения электромагнитных действий, а точке зрения actio in distans пришлось изобрести корректив для того, чтобы спастись и иметь возможность математически увязаться с тем, что Максвелл получил, исходя и представления о промежуточной среде.
В общем то, что Я. И. Френкель сказал в своем последнем выступлении клонится к тому, что можно рассуждать и так, можно рассуждать и иначе, т.е. что обе точки зрения математически абсолютно эквивалентны. Но ведь это совершенно не относится к теме нашей беседы и потому никого сейчас не должно сколько-нибудь интересовать.
Я уже говорил, что не согласен с П. С. Эренфестом, который полагал, что специальным экспериментом можно показать справедливость одной или другой из точек зрения. Математически они всегда будут эквивалентны. Лоренц наглядно показал, как можно в случае надобности дополнить некоторую точку зрения, когда необходимо объяснить новые факты. Я не спорю, быть может, необходимо внести некоторые дополнения и в фарадее-максвелловскую точку зрения, чтобы все хорошо объяснить. Всякое новое достижение в области физики может повлечь за собою некоторый корректив, ничего не меняющий в существе данной точки зрения. Суть дела в том, что одна точка зрения физически состоятельна, а другая в этом отношении очень грешит и приводит к физическому абсурду.
Я очень рад, что оказываюсь не в единственном числе, что выступавшие здесь философы в основном присоединились ко мне. Итак, точка зрений actio in distans физически несостоятельна, как указал еще Ньютон. А Ньютон как будто бы является некоторым авторитетом для нас. Великий математик и великий физик! Как математик он с успехом пользовался идеей actio in distans, но как физик он говорит — «это абсурд». Я. И. Френкель говорил об условной возможности локализации энергии. Конечно, это есть лишь формально математический ответ на вопрос, касающийся природы физического явления — электрического тока.
Все-таки в конце концов, по существу, у Я. И. Френкеля остается то, что вокруг проводника с током абсолютно никакого физического, процесса нет. Абсолютная пустота! Если в данном элементе объема вокруг проводника с током есть физический процесс, то мы обязаны признать, что там есть нечто реальное. Математик, конечно, может говорить иначе, а физик не может иначе говорить. Энергия есть реальный физический агент. Если в пространстве вокруг проводника с током нет никакого физического процесса, то, следовательно, там не может быть локализована какая-либо энергия. Следовательно, с точки зрения Я. И. Френкеля, электрокинетическая энергия тока содержится внутри проводника.
Так выхолит из его основных положений (ответ «ДА»), мы ясно видим, однако, что у Я. И. Френкеля есть в то же время тенденция использовать некоторые весьма удобные для него как математика представления Фарадея и Максвелла. Я. И. Френкель не может обойтись без максвелловского объемного интеграла энергии, распространенного по пространству, окружающему проводник с током, рискуя в противном случае обязательством открыто утверждать, что электрокинетическая энергия тока локализована внутри проводника. Правда, он не хочет сказать этого ясно и определенно. Я за него это говорю! Итак, в физических представлениях Я. И. Френкеля о природе электрического тока встречаются глубокие противоречия, которые являются следствием его стремления видеть в идее actio in distans нечто большее, чем простой математический прием.
Я должен кончать, потому что уже поздно. В заключение позволю себе воспользоваться образным научным языком, на котором во время первой беседы выражали свои мысли Я. И. Френкель и А. Ф. Иоффе. Я. И. Френкель упрекал меня в том, что я, как бы увлекаясь идеей о каком-то «чёрте», стремлюсь решить вопрос, есть ли у чёрта хвост или нет. Теперь я каюсь: действительно, я ловил долгое время, многие годы, и во время наших трех бесед продолжал ловить «чёрта». Этот «чёрт» есть actio in distans! Мне кажется, что я его, наконец, уловил, что я оборвал ему «хвост», так что он теперь «без хвоста». А. Ф. Иоффе рассказывал нам красивую басню о медведе и неосторожном охотнике. Я полагаю, что эти образы хорошо олицетворяют те непримиримые точки зрения, которые столкнулись здесь во время наших бесед о природе электрического тока. Какая точка зрения есть медведь, а какая — неосторожный охотник, об этом я предоставляю судить присутствующим.
Миткевич В. Ф. Основные физические воззрения, c. 105 – 118
XI. Выдержки из статьи «К вопросу о природе электрического тока»
«Социалистическая реконструкция и наука», 1932, № 3
1. При описании разного рода явлений мы нередко пользуемся терминологией, исторически сложившейся в условиях недостаточно полного понимания природы этих явлений. По инерции мы продолжаем обычно применять подобную терминологию и тогда, когда общий прогресс знаний уже с очевидностью свидетельствует о том, что она в большей или меньшей степени не соответствует действительности. В целом ряде случаев от этого не проистекает никаких недоразумений. Мы, например, говорим: «солнце всходит и заходит», отдавая себе полный отчет в том, что на самом деле этого нет и нам только так кажется. При быстрой езде на автомобиле или при полете на аэроплане в безветренную погоду мы, пользуясь обычным языком, говорим: «ветер дует нам в лицо», и это нисколько не мешает нам совершенно ясно понимать, о чем идет речь. Иногда, однако, старая привычная терминология как бы гипнотизирует нас, удерживая во власти ошибочных точек зрения, и таким образом тормозит правильную оценку вновь открываемых фактов. В этом отношении один из наиболее ярких примеров мы имеем в случае электромагнитного явления, называемого электрическим током.
2. «Из двух предположений, весьма обычно принимаемых в настоящее время, о магнитных жидкостях и об электрических токах первое необходимо признать ошибочным, а быть может и оба ошибочны». [Faraday. Experimental Researches in Electricity. § 3303]. Это суждение было высказано Фарадеем еще в 1854 г. в результате тщательного анализа всего известного ему из области электромагнитных явлений, Однако многое из того, что совершенно отчетливо было понято Фарадеем, этим величайшим физиком-мыслителем, до настоящего времени недостаточно оценено и, вообще говоря, почти совершенно не нашло себе отражения в последующей работе других физиков, между тем как накопление новых опытных материалов, казалось бы, диктует настоятельную необходимость, так сказать, реконструировать наши представления об «электрическом «токе» и попытаться вложить в этот старый термин новое содержание, более соответствующее действительности.
Необходимость коренного пересмотра наших основных представлений об электрическом токе вполне ясно ощущал также Энгельс, который в своей «Диалектике природы» заканчивает главу, посвященную электричеству, следующими словами: «И действительно, учение о гальванизме, а за ним и учение о магнетизме и статическом электричестве может получить твердую основу только в химически точной генеральной ревизии всех традиционных не проверенных, основывающихся на оставленной наукой точке зрения, опытов и в тщательном исследовании превращения энергии, с устранением на время всех традиционных теоретических представлений об электричестве».
Приведенные строки были написаны Энгельсом в период 1878—1882 гг. Он пришел к своему заключению на основании критического рассмотрения, главным образом, области электрохимических явлений и, собственно говоря, совершенно не касался явлений электромагнитных, которые дали Фарадею повод высказать мнение, приведенное выше. Энгельс совершенно самостоятельно пришел к констатированию неудовлетворительности установившихся воззрений на сущность электрических и магнитных явлений. Тем ценнее это полное совпадение основных выводов Фарадея и Энгельса, которые оба стремились при анализе явлений природы возможно более освободиться от предвзятых точек зрения и оба в высокой степени ясно сознавали, насколько вредно для прогресса науки слепое подчинение традиции.
Цель настоящей статьи заключается в некоторой систематизации современных и старых материалов, которые необходимо принять во внимание при пересмотре вопроса об электрическом токе.
3. Во всем дальнейшем мы будем строго придерживаться фарадее-максвелловской точки зрения, допускающей actio in distans, т, е. действие на расстоянии, только в качестве формально-математического метода описания физических явлений и признающей, что на самом деле все взаимодействия в реальном мире физических явлений и, в частности, электрические и магнитные взаимодействия совершаются не иначе, как при непременном участии среды, окружающей взаимодействующие центры и находящейся между ними. Вопрос о правильности фарадее-максвелловской точки зрения и о ее соответствии тому, что совершается в действительности, имеет принципиальное значение. До последнего времени, однако, в физике точка зрения actio in distans имеет еще очень много приверженцев. Так, например, общераспространенная электронная теория, рассматривает действие на расстоянии как первичное физическое явление и, вообще говоря, не считается с участием промежуточной среды. Непримиримость этих двух точек зрения весьма рельефно выявилась, между прочим, во время трех диспутов на тему о природе электрического тока, имевших место в 1929 и 1930 гг. в стенах Ленинградского политехнического института [cм. стенограмму этих диспутов в журнале «Электричество», 1930, №№ 3, 8 и 10]. С целью возможно глубже вскрыть истинные корни существующих разногласий автор настоящей статьи, принимавший участие в упомянутых диспутах, сформулировал в развитие высказывавшихся им ранее мыслей нижеследующие десять вопросов:
Вопрос 1. Может ли физическое явление протекать вне пространства и времени?
Вопрос 2. Может ли физическое явление протекать без всякого участия в нем какой-либо физической субстанции, представляющей собою носителя свойств, обнаруживаемых в явлении?
Вопрос 3. Может ли физическая субстанция не иметь пространственного распределения?
Вопрос 4. Может ли физическая субстанция в целом или отдельные ее части, сколь бы малы они ни были, не занимать никакого объема?
Вопрос 5. Можно ли рассматривать энергию, как нечто, не являющееся ни самостоятельной физической субстанцией, ни каким-либо состоянием или свойством некоторой физической субстанции?
Вопрос 6. Может ли энергия (в том или ином ее понимании) не иметь пространственного распределения?
Вопрос 7. Может ли какая-либо физическая субстанция или энергия возникнуть в некотором объеме из ничего или превратиться в. ничто?
Вопрос 8. Может ли физическая субстанция или энергия возникнуть а объеме, в котором их не было, или прекратить существование в объеме, в котором они перед тем были, иначе как путем пространственного перемещения извне внутрь этого объема или изнутри этого объема наружу?
Вопрос 9. Может ли некоторое тело (например, наэлектризованное) притти) в движение в связи с приближением к нему другого тела: (также, например, наэлектризованного), если при этом энергия ни в каком виде не притекает извне в объем, занимаемый первым телом?
Вопрос 10. Может ли точка зрения «actio in distans», т.е. «действия на расстоянии», рассматриваться не как математический метод, пригодный для формального описания какого-либо физического явления, а как основное воззрение, имеющее непосредственное отношение к существу физического явления?
Совокупность безоговорочных и четких ответов «нет» на все десять вопросов выражает собою признание участия промежуточной среды, т.е. принятие фарадее-максвелловской точки зрения. Ответ «да» хотя бы на один из этих вопросов или недостаточно категорический ответ «нет» неизбежно приводит нас прямо или косвенно к допущению действия на расстоянии в качестве первичного явления. Физическая несостоятельность подобного воззрения весьма определенно охарактеризована Ньютоном в нижеследующих словах (см. третье письмо Ньютона к Бентлею): «Что тяготение должно быть врожденным, присущим и необходимым свойством материи, так как одно тело может взаимодействовать с другим на расстоянии через пустоту без чего-то постороннего, при посредстве чего и через что их действие и сила могут быть передаваемы от одного к другому, — это мне кажется столь большим абсурдом, что я не представляю себе, чтобы кто-либо, владеющий способностью компетентно мыслить в области вопросов философского характера, мог к этому притти. Тяготение должно обусловливаться каким-то агентом, действующим постоянно, согласно известным законам...»
О. Д. Хвольсон в I томе своего «Курса физики» по тому же поводу говорит: «Термином actio in distans, т.е. действие на расстоянии, обозначается одно из наиболее вредных учений, когда-либо господствовавших в физике и тормозивших ее развитие...».
В связи со всем вышеизложенным мы имеем достаточное основание решительно отвергнуть точку зрения действия на расстоянии при рассмотрении вопросов, касающихся природы электрического тока. Мы будем трактовать сущность процесса, происходящего в цепи какого-либо электрического тока, исключительно с точки зрения участия промежуточной среды. Полная обоснованность физического содержания этой точки зрения была доказана всей научной деятельностью Фарадея и блестящей математической интерпретацией его идей, данной Максвеллом.
4. «Электрический ток не может быть рассматриваем иначе, как явление кинетическое. Даже Фарадей, который постоянно стремился освободить свою мысль от влияния представлений, невольно вызываемых выражениями «электрический ток» и «электрическая жидкость», говорит об электрическом токе как «о чем-то продвигающемся, а не о простом расположении» [Something progressive, and not a mere arrangement (Faraday, Experimental Researches in Electricity. § 283)]. Этими строками Максвелл начинает § 569 своего «Трактата об электричестве и магнетизме». Действительно, представление об электрическом токе как о физическом явлении, в котором мы имеем дело с каким-то движением, необходимо рассматривать как нечто, наиболее бесспорное из всего того, что мы знаем о природе тока.
Максвелл, особенно обстоятельно анализировавший ряд следствий, вытекающих из кинетической природы тока, и опиравшийся при этом на идеи и экспериментальные исследования Фарадея, между прочим, так выражается по поводу движений электромагнитного характера, которые происходят в системе (двух) токов: «...Эта движущаяся материя, какова бы она ни была, не ограничивается объемом проводников, несущих два тока, но, вероятно, простирается по всему (пространству, окружающему их» [Maxwell. Treatise on Electricity and Magnetism. § 572].
В высокой степени характерно, что Фарадей, открывший законы электролиза и тем самым, казалось бы, в достаточной степени убедительно показавший, что представление о движении электричества внутри проводника, несущего ток, имеет непосредственное отношение к действительности, все же устремляет свой взор в пространство, окружающее проводник, когда в связи с анализом явлений электромагнитной индукции ищет ответа на вопрос об основных и наиболее общих свойствах электрического тока. Мысль Фарадея очень напряженно работала в указанном направлении, и на этой почве у него возникло представление об особом «электротоническом» [Faraday. Experimental Researches in Electricity. §§ 60, 71, 231, 242, 3114, 1661, 1728, 3172, 3269] состоянии среды в пространстве, окружающем проводник с током, т.е. там, где распределен магнитный поток, органически связанный с током, и где находится вся электрокинетическая энергия тока, в точности равная, как показал Максвелл, энергии этого магнитного потока. Самый проводник, по которому течет электрический ток, Фарадей склонен был рассматривать как «axis of power», т.е. как некоторую ось, вокруг которой соответствующим образом ориентирован основной энергетический процесс, теснейшим образом связанный с магнитным потоком (самоиндукции или взаимной индукции).
Все современные достижения науки об электромагнитных явлениях в полной мере подтверждают ту существенно важную мысль, что в явлении электрического тока кинетический процесс ни в коем случае не ограничивается объемом проводника, но происходит и в пространстве, его окружающем. Даже более того: можно считать достоверным, что в процессе передачи электрической энергии по проводам доминирующую роль играет именно движение, которое имеет место в диэлектрике, окружающем проводник. Передаваемая энергия течет не внутри проводов, но вдоль проводов через диэлектрик, их окружающий. То движение электричества, которое, несомненно, обычно происходит в объеме проводников и которое имеет самую тесную связь с электромагнитным процессом в целом, в отношении передачи электрической энергии, по-видимому, само по себе не играет никакой роли.
5. В полном соответствии с общими идеями Фарадея, Максвелл установил, как известно, принцип непрерывности электрического тока, гласящий, что всякий электрический ток есть процесс, который мы обязательно должны ассоциировать с некоторым замкнутым контуром, являющимся «осью» процесса. Пользуясь обычной терминологией, мы можем сказать, что всякий электрический ток протекает по замкнутой цепи. Токов, протекающих по незамкнутой цепи, не существует. В отдельных случаях нам может казаться, что цепь тока разомкнута, но в действительности, по Максвеллу, этого не бывает.
Например, представим себе обычный металлический проводник, концы которого присоединены к обкладкам некоторого конденсатора. При возникновении в какой-либо части металлического проводника постоянной электродвижущей силы по этому проводнику потечет ток, заряжающий конденсатор, и, во все время процесса заряжения его, через диэлектрик, разделяющий обкладки конденсатора, согласно теории Максвелла, будет течь ток электрического смещения в направлении, так согласованном с направлением проводникового тока, что в результате мы будем иметь замкнутую цепь полного тока в рассматриваемой системе. Когда упругая деформация электрического смещения в диэлектрике достигнет максимального значения, определяемого величиной электродвижущей силы, ток смещения прекратится. В тот же момент прекратится и проводниковый ток, так как разность потенциалов между обкладками конденсатора сделается по абсолютной величине равной электродвижущей силе и уравновесит ее. Таким образом, в случае неполной проводниковой цепи при е = const мы не можем получить длящегося сколь угодно долго постоянного тока, как это было бы при наличии полной проводниковой цепи с сопротивлением, не равным нулю. Если, далее, электродвижущая сила в рассматриваемой цепи прекратит свое существование, то упругая деформация смещения в диэлектрике начнет убывать, и это, по теории Максвелла, будет сопровождаться появлением между обкладками конденсатора тока смещения обратного направления, согласованного с обратным током в соединяющем обкладки конденсатора металлическом проводнике. Мы обычно описываем этот процесс, говоря, что конденсатор разряжается. Максвелл установил количественные законы, характеризующие токи электрического смещения. В каждый данный момент сила проводникового тока, протекающего через поперечное сечение металлического проводника, будет в точности равна силе тока смещения, протекающего через поперечное сечение диэлектрика конденсатора, и так как направления этих токов всегда строго согласованы, принцип непрерывности тока в цепи будет неизменно соблюдаться.
Ток, протекающий по металлическому проводнику, принято в настоящее время рассматривать как течение электронов в объеме проводника. Получающиеся с этой точки зрения количественные соотношения не подлежат ни малейшему сомнению. Что же касается тока электрического смещения, то мы не умеем описывать его на языке электронной теории. Только в самое последнее время делаются некоторые попытки в этом направлении [Alex. Veronnet. Theorie electrohique de l'ether de la lumiere, de l'ectromagnetisme et de la gravitation. «Revue General de l'Electricite», 1931, t. XXIX, pp. 651 et 702]. Во всяком случае необходимо, в связи с представлением об электрическом смещении считаться со следующими словами Максвелла: «Что бы пи представляло собою электричество и как бы мы ни понимали движение электричества, явление, которое мы назвали электрическим смещением, есть движение электричества в том же смысле, как и перенос определенного количества электричества по проводнику представляет собою движение электричества; различие только в том, что в диэлектрике имеет место сила так называемой электрической упругости, которая действует против электрического смещения и принуждает электричество двигаться обратно, когда электродвижущая сила перестает действовать; в то же время в проводнике электрическая упругость непрерывно уступает под действием электродвижущей силы, так что возникает действительный проводниковый ток...» [Maxwell. Treatise on Electricity and Magnetism. § 62].
Пуанкаре [Pоinсare. Electricite et Optique, 1901], излагая теорию Максвелла и касаясь электрического смещении, указывает, что то электричество, которое согласно этой теории мы должны представлять себе смещающимся в процессе установления электрической упругой деформации в эфире, т.е. в так называемой «пустоте», представляет собою нечто, отличающееся от обычно рассматриваемого электричества. Быть может это и так, а быть может, что более вероятно, намечающаяся теперь эволюция наших представлений о природе электрона приведет к устранению кажущегося различия между двумя видами «электричества».
Дело в том, что примитивная электронная теория, отмежевывающаяся от основных идей Фарадея и Максвелла, до последнего времени оперировала с электронами, рассматриваемыми как некоторые элементарные корпускулы, строго ограниченного объема, обладающие врожденной способностью взаимодействовать одна с другой на расстоянии, через ничто. С этой точки зрения, движущиеся электроны представляют собою, так сказать, точечные токи, друг с другом не связанные непрерывно, причем, конечно, не может быть и речи о максвелловском принципе непрерывности тока. Но эта примитивная электронная теория начинает претерпевать метаморфозу, обнаруживающую здоровые симптомы сближения с фарадее-максвелловской точкой зрения. Именно, в связи с развитием волновой механики, с одной стороны, и на основе экспериментальных данных из области дифракции электронов, с другой стороны, вырастает представление об электроне как о некотором центре сложного электромагнитного процесса, происходящего в пространстве. Таким образом, электрон теряет резко очерченные границы, как бы расплывается в окружающем пространстве и по природе своей сближается с тем, что вообще имеет место в этом пространстве, т.е. в первичной физической субстанции (эфире) [Говоря об эфире как о первичной физической субстанции, мы, конечно, должны это понимать в том смысле, что на данном этапе наших физических знаний представление об эфире является некоторым пределом конкретизации наших общих представлений о материи (Примечание, добавленное в 1939 г.).].
Принцип непрерывности тока лежит в основе целого ряда важных соотношений, которыми характеризуется электромагнитное поле, и справедливость его в полной мере подтверждается всей совокупностью оправдывающихся на опыте следствий, вытекающих из максвелловской теории. Математическую формулировку этого принципа можно представить в следующем виде:
,
где J есть плотность электрического тока в некоторой точке произвольной замкнутой поверхности s, α — угол между вектором тока и внешней, например, нормалью к поверхности в данной точке, а интегрирование производится по всей этой замкнутой поверхности. Следовательно, полный ток сквозь любую замкнутую поверхность равен нулю; другими словами, сила тока, протекающего сквозь эту произвольно взятую поверхность в направлении снаружи внутрь, в точности равна силе тока, протекающего сквозь соответствующие участки той же поверхности в обратном направлении, т.е. изнутри наружу.
6. Как известно, всякий электрический ток органически связан с магнитным потоком, который обычно называется потоком самоиндукции. Этот магнитный поток, сцепляющийся с контуром тока, является весьма существенным и совершенно неотъемлемым признаком тока. Можно себе представить электрический ток в проводящей цепи при полном отсутствии электродвижущей силы, при отсутствии электрических сил в объеме проводника и каких бы то ни было разностей потенциалов между отдельными его сечениями, при отсутствии, наконец, обычного течения электронов в объеме проводника. Мы имеем в виду случай постоянного тока в сверхпроводящей цепи, т.е. при r = 0. Единственным, неизменным и безусловно всегда наблюдаемым признаком тока является его магнитный поток самоиндукции. Представить себе электрический ток, не связанный с магнитным потоком, мы абсолютно не в состоянии. Подобного тока в природе не существует. Так называемый закон магнитодвижущей силы отражает в себе сказанное выше о внутреннем единстве магнитного потока и связанного с ним тока. Закон этот математически формулируется, как известно, следующим образом:
,
где линейный интеграл магнитной силы H берется вдоль произвольного замкнутого контура и i есть полный ток, проходящий сквозь контур интегрирования в положительном направлении. Если за контур интегрирования избрать контур некоторой магнитной линии потока самоиндукции данной цепи тока, то будем иметь: cos α = 1, и закон магнитодвижущей силы принимает следующий упрощенный вид:
.
Таким образом, наличие тока i эквивалентно наличию потока самоиндукции (Фs). Отсутствие потока самоиндукции свидетельствует об отсутствии тока в данной цепи. Это — основное, принципиальное положение. Линейный интеграл магнитной силы вдоль замкнутого контура есть не что иное, как мера силы тока сквозь этот контур. Коэффициент 4π есть случайный результат неудачного выбора единиц, которыми мы обычно пользуемся. Рационализировав эти единицы, можно совершенно исключить 4π из рассматриваемого соотношения. Выражая, например, силу тока в единицах Хевисайда, мы получаем наиболее простую форму соотношения, характеризующего силу тока через физические свойства магнитных линий потока самоиндукции:
.
Производя же интегрирование вдоль контура, не в точности совпадающего с контуром магнитной линии, мы в хевисайдовых единицах получаем:
.
Однако, в силу чисто исторических причин эту же силу тока мы обычно выражаем скоростью протекания электричества через любое поперечное сечение цепи тока и пишем:
,
имея в виду, в «случае проводникового тока, количество электричества, суммирующееся из зарядов электронов и ионов, текущих по цепи. Односторонность и даже возможную ошибочность такого взгляда на явление, называемое электрическим током, мы попытаемся в дальнейшем выяснить.
7. Представление о магнитном потоке явилось результатом работ Фарадея, которого мы по существу должны считать основателем учения о физических свойствах магнитного потока вообще. С самого начала и до последних дней своей научной деятельности он не переставал всесторонне исследовать природу магнитного поля и, базируясь на категорическом отрицании действия на расстоянии, он пришел к представлению о «физических силовых линиях» магнитного поля, которые мы можем в дальнейшем называть просто магнитными линиями. В полном соответствии с представлениями Фарадея мы будем разуметь под термином «магнитная линия» реально существующий нитеобразный элемент магнитного потока, т.е. элементарную трубку магнитной индукции. Согласно Кельвину и Максвеллу, при математическом описании магнитного поля в качестве такой элементарной трубки фигурирует единичная трубка магнитной индукции. Итак, если придерживаться фарадее-максвелловской точки зрения, то мы обязаны представлять себе магнитное поле как пространство, в котором распределен реально существующий магнитный поток, являющийся совокупностью магнитных линий. Замечательно, что все основные свойства магнитных линий в высокой степени подобны свойствам гельмгольцевских вихревых нитей в безграничной идеальной жидкости. По Кельвину и Максвеллу, магнитные линии представляют собой именно некоторые вихревые нити.
На основании своих многочисленных экспериментов Фарадей установил принцип непрерывности магнитного потока, согласно которому каждая магнитная линия образует неизменно замкнутый контур. В разного рода электродинамических процессах магнитные линии могут претерпевать какие угодно преобразования [В. Ф. Миткевич. О преобразованиях магнитного потока. Доклады Академии Наук СССР, Л, 1929, стр. 131], но только не разрыв. Физика не знает случаев, когда мы имели бы дело с незамкнутым контуром магнитной линии, с обнаженными концами ее. Таковые концы магнитных линий мы должны были бы воспринимать как действительные магнитные полюсы, но их не существует в природе, и самая мысль об этом представляется в настоящее время абсурдной.
Со стороны некоторых современных физико-математиков, не стоящих на фарадеевской точке зрения, делаются попытки формально опровергнуть принцип непрерывности магнитного потока. Так, например, Я. Н. Шпильрейн [Jean Spiеlrеin Uber ungeschlossene Wirbellinien, «Archiv fur Eleklrotechnik», B. XVIII, 1927, S. 366. См. также: И. E. Тамм. «Основы теории электричества», т. I, 1929, стр. 228, 229 и 230] в одной своей работе, посвященной этому вопросу, приходит к заключению, что с формальной точки зрения возможно себе представить случай, когда магнитная линия не будет замкнута и когда, следовательно, будет иметь место разрыв ее. Он при этом не договаривает, что в таком случае мы будем иметь дело с реальный магнитным полюсом. Все рассуждения Я. Н. Шпильрейна по существу сводятся к утверждению, что отношение между силами двух токов может непрерывно изменяться как угодно и, в частности, может быть иррациональным числом, т.е. числом, которое не является отношением между какими-либо двумя целыми числами. Это эквивалентно утверждению, что сила тока ни в коем случае не квантуется и может принимать какие угодно значения. В настоящее время подобное утверждение в высокой степени рискованно и, по-видимому, оно совершенно не соответствует природе явлений. Наоборот, анализ электромагнитных явлений привел современную физику к представлению о квантовании как об основном моменте разного рода процессов, относящихся к этой области, и потому трудно себе представить, чтобы явление, называемое нами электрическим током, было изъято из закона квантования.
Объективно подходя к оценке установленного Фарадеем представления о реально существующих нитеобразных элементах магнитного потока, мы должны будем признать, что физическое содержание этого представления в целом именно является первым по времени указанием на квантование в области электромагнитных явлений, и все, что за последнее время сделано наукой в этом отношении, является по существу лишь дальнейшим логическим развитием того миропонимания, фундамент которого был заложен трудами Фарадея. Как показал Максвелл, магнитный поток в целом играет роль некоторого момента количества движения во всяком электрокинетическом процессе. Условной единичной трубке магнитной индукции мы должны приписать электрокинетический момент количества движения, равный единице. Конечно, реально существующей магнитной линии мы должны приписать некоторый иной, но тоже неизменный, момент количества движения, который гораздо меньше единицы, принимаемой в абсолютной электромагнитной системе. Замечательно, однако то, что этот элементарный момент количества движения абсолютно не зависит от формы и размеров данной замкнутой магнитной линии. Это есть некоторая определенная константа, которая характеризует физическую сущность магнитной линии. Трудно отрешиться от мысли, что не простой лишь случайностью объясняется то обстоятельство, что планковская постоянная h также имеет характер некоторого элементарного момента количества движения. Это знаменательное совладение было впервые отмечено М. В. Шулейкиным.
8. В области теоретической механики мы начинаем с изучения движений материального тела в пустоте, т.е. при полном отсутствии какой-либо среды, могущей оказывать сопротивление движению тела.
В таком случае свойства материальной инерции выступают особенно рельефно и мы можем в самом чистом виде изучать различные основные проявления кинетической энергии движущегося тела. Это есть простейший случай движения материальной системы, причем постоянная скорость движения может иметь место только при полном отсутствии приложенной к телу внешней механической силы (движущей силы). В достаточной степени освоившись со всем, что происходит при отсутствии сопротивления среды, мы затем с полным сознанием всех существенных сторон этого процесса переходим к рассмотрению случая движения материального тела в какой-либо среде, наличие которой сильно изменяет общие условия изучаемого движения. Мы знаем, в частности, что в этом случае для получения постоянной скорости движения необходимо приложить к телу непрерывно действующую постоянную движущую силу. Если бы мы начинали изучать движение материального тела, исходя из случая достаточно вязкой среды, в которую помещено рассматриваемое тело, то основные законы динамики материальной системы были бы в высокой степени замаскированы привходящими обстоятельствами, связанными с сопротивлением среды, и потребовались бы значительные усилия для того, чтобы суметь отвлечься от различных вторичных сопровождающих явлений и выдвинуть на первый план принципиальные свойства движущейся системы.
К счастью, наблюдение многих явлений природы и надлежащим образом поставленный эксперимент позволяют нам без всяких затруднений исследовать реальный процесс движения материального тела при отсутствии или, точнее сказать, при почти полном отсутствии сопротивления среды. Мы привыкли совершенно отчетливо разбираться в основных законах динамики, исходя из простейших случаев. Но если бы человечество существовало в некоторой достаточно вязкой среде, от которой оно не умело бы освободиться и за пределами которой оно не могло бы ничего наблюдать, то весьма возможно, что, изучая движение материального тела в обычной обстановке, мы привыкли бы смотреть на добавочные движения сопротивляющейся среды и на обусловленный наличием среды постоянный расход энергии при движении в ней некоторого тела как на существенную и принципиально неотъемлемую сторону изучаемого движения.
Нечто в высокой степени аналогичное мы можем констатировать в отношении наших традиционных представлений об электрическом токе, протекающем, например, по некоторой проводниковой цепи, сопротивление которой обычно не равно нулю. Мы склонны рассматривать как нечто весьма существенное и имеющее принципиальное значение в вопросе о природе тока то движение электронов, которое несомненно имеет место в объеме обыкновенного проводника и обусловливает выделение джоулева тепла. Нам чрезвычайно трудно отказаться от подобной точки зрения, и это кажется совершенно невозможным. Все это происходит вследствие того, что до последнего времени мы не знали проводников, лишенных способности преобразовывать энергию электромагнитного процесса в тепло, т.е. в энергию беспорядочного движения элементов вещества в объеме проводника. Мы привыкли рассуждать только о таком токе, который нагревает проводники цепи, и создали терминологию применительно к данной обстановке, благодаря чему нам очень трудно отрешиться от установившихся взглядов, когда мы пытаемся понять основные процессы, происходящие в простейшем случае электрического тока, т.е. тока в сверхпроводнике.
В настоящее время проводник, у которого r = 0, не есть нечто воображаемое, нереальное. В 1911—1914 гг. Камерлинг-Оннес открыл, что некоторые металлы (например, ртуть, свинец и др.), будучи сильно охлаждены, до температуры всего лишь в несколько градусов от абсолютного нуля, внезапно делаются сверхпроводящими, т.е. их электрическое сопротивление становится практически равным нулю. В цепи, составленной из сверхпроводников, Камерлинг-Оннесу удалось возбудить ток, который затем при полном отсутствии какой бы то ни было электродвижущей силы сохранялся, практически не ослабевая, в течение ряда часов. Таким образом, теперь уже есть возможность получать самый настоящий электрический ток в сверхпроводящих цепях. Это несомненно есть наиболее простой случай электрокинетического процесса, называемого током. Ясно, конечно, что основные свойства электрического тока должны выявляться на этом простейшем случае весьма рельефно, не будучи замаскированы привходящими обстоятельствами. Следовательно, именно на токе в сверхпроводящей цепи необходимо сосредоточить наше внимание, если мы считаем своевременным пересмотреть вопрос о природе тока и по возможности приблизиться к пониманию того, что имеет особо существенное значение в этом электромагнитном явлении.
9. Вопрос об электрическом токе в сверхпроводящем слое был в общих чертах рассмотрен еще Максвеллом [Maxwell. Treatise on Electricity and Magnetism. §§ 654, 655]. Сущность основных положений, установленных им, можно сформулировать следующим образом.
а) Нормальная составляющая магнитной индукции сохраняет постоянное значение во всех точках сверхпроводящего слоя.
б) Если сверхпроводящий слой образует замкнутую поверхность, никакие изменения магнитного поля вне этой поверхности не могут влиять на величину магнитной индукции внутри объема, ограничиваемого этой поверхностью.
в) Объем, ограниченный со всех сторон сверхпроводящим слоем, оказывается совершенно непроницаемым для магнитных линий внешнего (по отношению к данному объему) потока.
Через 40 лет после установления Максвеллом этих положений они были полностью подтверждены непосредственными опытами Камерлинг-Оннеса, которому удалось, наконец, реально осуществить сверхпроводник.
Как непосредственное следствие результатов, к которым пришел Максвелл, и в полном согласии с экспериментальными достижениями Камерлинг-Оннеса, мы можем к трем вышеприведенным положениям добавить еще следующие положения.
г) Если некоторый объем заполнен сверхпроводящим веществом, во всех точках этого объема магнитная индукция и магнитная сила неизменно сохраняют свою величину, т.е. имеют место соотношения (В = const , H = const).
д) Магнитный поток, сцепляющийся с некоторым контуром, полностью состоящим из сверхпроводника, неизменно сохраняет свою величину и не может быть изменен никакими физическими воздействиями [Lippmann. Comptes Rendus de l'Academie des Sciences (Paris), t. 168, 1919, p. 73; В. Ф. Миткевич. О природе электрического тока. Труды 8-го Всеросс. электр. съезда, 1921, вып. I, стр. 99. Перепечатка в журнале «Телеграфия и телефония без проводов», 1922, № 15, См. также: Второй диспут о природе электрического тока, журнал «Электричество», 1930, № 8 и «Физические основы электротехнику», 3-е изд., 1933, стр. 119 и 120].
10. Анализируя различные случаи электрического тока, «протекающего» по сверхпроводнику, мы встречаемся с целым рядом обстоятельств, не вполне гармонирующих с нашими традиционными представлениями об этом электрокинетическом процессе. В случае сверхпроводников особенно ярко выступает на первый план роль магнитного потока самоиндукции, как некоторого основного фактора, определяющего собою общий характер процесса, называемого электрическим током. Исходя из рассмотрения потока самоиндукции, мы всегда можем элементарно просто получить количественные соотношения, которыми определяется электрический ток в сверхпроводящей цепи.
Сказанное полностью приложимо и к основному опыту Камерлинг-Оннеса, который индуктировал ток в замкнутой сверхпроводящей цепи (из свинцовой проволоки). До охлаждения этой проволоки, т.е. когда сопротивление ее еще не было равно нулю, он располагал замкнутую цепь во внешнем магнитном поле так, чтобы с нею сцеплялся определенный поток Ф0. Проволока далее охлаждалась до температуры кипящего гелия, причем сопротивление ее становилось равным нулю, и затем сверхпроводящая цепь удалялась от источника внешнего магнитного поля. Магнитный поток, сцепляющийся с контуром проводника, при этом сохраняется неизмененным по своей величине, но только теперь он воспринимается наблюдателем как поток самоиндукции (Фs), связанный с индуктированным током i. Обозначая коэффициент самоиндукции цепи через L, мы можем, таким образом, написать:
Фs = Ф0 = Li,
откуда получаем:
i = Фs/L.
Это есть простейший и совершенно точный метод определения силы тока, индуктированного в сверхпроводящей цепи.
..............................
18. Необходимо обратить особенное внимание на то обстоятельство, что движение электронов и ионов в объеме проводника имеет непосредственно отношение, по-видимому, только к процессу преобразования электромагнитной энергии в джоулево тепло. Приращение кинетической энергии частиц вещества проводника следует рассматривать именно как результат движения электронов и ионов под влиянием и за счет притекающей к проводнику электромагнитной энергии. Если в проводнике джоулево тепло не выделяется, то нет никаких оснований говорить об особом движении электронов и ионов при прохождении тока. Следовательно, надо полагать, что в случае электрического тока в сверхпроводящей цепи, когда джоулево тепло, не выделяется, отсутствует и соответствующее движение электронов вдоль цепи. В таком случае становится понятным, почему электронная теория оказалась совершенно несостоятельной при объяснении явлений, протекающих в сверхпроводниках. По всей вероятности, явления эти выходят из рамок того, что может быть формально описано на языке электронной теории, область которой при описании электрической проводимости ограничивается случаями, когда выделяется джоулево тепло, т.е. когда сопротивление цепи не равно нулю.
В связи со всем вышеизложенным можно высказать и некоторые предположения относительно вопроса о критическом магнитном поле и о критической силе тока, при которых сверхпроводник теряет свои особенные свойства и начинает нагреваться под действием тока. Весьма возможно, что по достижении указанных критических значений тока и магнитного поля создаются условия, при которых силы, стремящиеся привести в движение электроны вдоль сверхпроводящей цепи, оказываются в состоянии преодолеть силы, удерживающие эти электроны в атомных группировках, и начинают увлекать их в соответствии с тем специфическим движением, которое присуще реально существующим нитевидным элементам магнитного потока самоиндукции, представляющим собою, по Максвеллу, некоторые вихревые нити.
19. Обращаясь к энергетической стороне явления, называемого электрическим током, необходимо, прежде всего, отметить, что мы никоим образом не будем в состоянии вычислить величины электрокинетической Энергии Te, которой обладает данная цепь тока i, если будем иметь дело лишь с объемом проводника и движущимися в пределах этого объема электронами и ионами. Для вычисления Te безусловно необходимо оперировать с пространством, окружающим проводник, т.е. с тем пространством, в котором распределен магнитный поток самоиндукции, играющий с фарадее-максвелловской точки зрения основную роль в процессе тока и являющийся именно носителем всей его электрокинетической энергии Te. Эта энергия Te как раз в точности равна магнитной энергии потока самоиндукции, вследствие чего всегда имеет место соотношение:
,
где интегрирование должно быть распространено по всему объему, занятому потоком самоиндукции.
Электронная теория, имеющая ряд несомненных и весьма ценных достижений в некоторых областях, оказывается абсолютно бессильной решении задачи о вычислении Te, если, вопреки явным указаниям фарадее-максвелловской теории, она настаивает на том, что процесс электрического тока ограничивается явлениями, происходящими в объеме проводника, и не имеет принципиального отношения к каким-либо обстоятельствам вне этого объема. Такая электронная теория неизбежно должна рассматривать движение электромагнитной энергии вдоль линии передачи от генераторной станции к приемным устройствам как процесс переноса энергии электронами, движущимися внутри проводов через их поперечное сечение, подобно тому, что будет иметь место в случае передачи энергии, например, по паропроводу или по водопроводной трубе.
Эта схема электронной передачи энергии находится в полном противоречии с результатами работ Пойнтинга, который показал, в развитие теории Максвелла, что электромагнитную энергию мы должны считать передающейся не внутри проводов, а вдоль проводов через диэлектрик, окружающий эти провода, играющие лишь роль направляющих (axis of power, по Фарадею). Пойнтинг показал, что джоулево тепло, выделяющееся в объеме некоторого участка проводника, образуется в нем не за счет энергии, притекающей через ограничивающие этот объем сечения проводника, а за счет проникающей через его боковую поверхность части электромагнитной энергии, передаваемой вдоль проводника через пространство, его окружающее. Полная точность количественных результатов теории Пойнтинга не подлежит ни малейшему сомнению. Если представить себе, что провода линии передачи совершенно не обладают способностью нагреваться при прохождении тока, т.е. если линия будет состоять из сверхпроводников, то выводы, к которым пришел Пойнтинг, становятся самоочевидными. В этом случае физически немыслим реальный процесс передачи энергии иначе, как именно через диэлектрик, окружающий сверхпроводники.
После всего того, что было сказано выше, нельзя не признать, что термин «электронный транспорт», начинающий в последнее время входить в употребление для обозначения электрической передачи энергии, является результатом глубокого недоразумения, основанного на полном игнорировании всего того, что сделано Фарадеем, Максвеллом и Пойнтиигом. Как можно электрическую передачу энергии называть «электронным транспортом», когда объем проводника линии передачи с движущимися в нем электронами является только своего рода кладбищем электромагнитной энергии, как таковой! Если «электронный транспорт» и играет некоторую роль при передаче энергии, так только в качестве паразитного процесса, который обусловливает тепловые потери в линии передачи и понижает коэффициент полезного действия установки.
20. Цель настоящей статьи ограничивалась лишь тем, чтобы возможно более обнажить ряд недоразумений, вытекающих из наших традиционных представлений об электрическом токе, и показать, что мысль о вероятной ошибочности этих представлений имеет достаточные основания. Будущим исследователям в области электромагнитных явлений предстоит сделать еще не мало в направлении дальнейшего физического анализа этих явлений и вскрытия истинной природы электрического тока. В этом отношении особенно важно надлежащим образом согласовать фарадеевскую идею о реально существующих магнитных линиях с представлениями Максвелла об электрическом смещении, стационарном и изменяющемся. Во всяком случае, весьма трудно отказаться от убеждения в том, что основные физические воззрения Фарадея и Максвелла представляют собою верную путеводную нить, следование которой должно будет в конце концов, дать нам ключ к пониманию сущности того, что принято называть «электрическим током».
Миткевич В. Ф. Основные физические воззрения, c. 119 – 134
X. Об ответах М. Л. Ширвиндта и Ю. П. Шеина по поводу десяти вопросов
ЛЭМИ, Труды Ленинградского электромеханического института, 1934, № 1, стр. 3
* * *
3. Опубликовав свои 10 вопросов, я сопроводил их следующими словами: Ответ «да» на любой из десяти вопросов или недостаточно категорический ответ «нет», хотя бы на один из этих вопросов, неизбежно приводят нас к допущению действия на расстоянии в качестве первичного физического явления.
Ответы М. Л. Ширвиндта и Ю. П. Шеина служат прекрасной иллюстрацией справедливости моего вышеприведенного утверждения. Дело в том, что их ответы «нет» сопровождаются рядом соображений, имеющих характер оговорок, что неминуемо в конце концов, приводит обоих авторов этих оговорок к большей или меньшей реабилитации «действия на расстоянии». Напоминаю: речь идет не о чем либо ином, а именно о том, можно ли рассматривать «действие на расстоянии» как первичное физическое явление, т.е. как то основное явление, с которым вообще безусловно необходимо считаться при суждении о природе физических процессов.
М. Л. Ширвиндт справедливо указывает, что представление об участии промежуточной среды встречает не мало трудностей при последовательном его проведении для объяснения физических явлений. Главное затруднение он видит в том, что мы не обладаем еще достаточным знанием свойств эфира, без признания которого, по его мнению, мною вполне разделяемому, обойтись невозможно. Он говорит по данному поводу: «Словом, мы пока не располагаем данными, позволяющими сконструировать физическое понятие эфира». На основании этого он считает необходимым указать: «В этом сила теории дальнодействия, при всей ее внутренней слабости и описательной беспомощности». Так как мною были поставлены вопросы именно с очевидною целью выявить физическую неприемлемость точки зрения «действия на расстоянии», то оговорки М. Л. Ширвиндта я не могу понять иначе, как признание того, что несмотря на «внутреннюю слабость и описательную беспомощность», эта точка зрения все же имеет пока некоторое право на признание при рассмотрении природы физических явлений. Правда, М. Л. Ширвиндт все-таки полагает, что бороться с этою точкою зрения нужно, но не так, как это делаю я, когда доказываю ее физическую несостоятельность, т.е., выражаясь языком Ньютона, ее физическую абсурдность. Конечно, я буду чрезвычайно признателен теоретикам диалектического материализма за помощь, которую они мне окажут в борьбе с точкой зрения физического «действия на расстоянии», но только в том случае эта помощь будет действительной, если они вместо того, чтобы давать мне полезные по их мнению советы, сами откроют серьезную борьбу против этой точки зрения и поведут такую борьбу, быть может, более успешно, чем я. Но пока этого нет, я считаю рассуждения М. Л. Ширвиндта некоторой, хотя и очень осторожной, попыткой реабилитировать «действие на расстоянии».
Гораздо более определенно высказывает свои соображения Ю. П. Шеин. С одной стороны, он присоединяется к ответам «нет» на все поставленные мною 10 вопросов, с другой же стороны, он считает необходимым добавить «по...», за которым следует длинный ряд соображений, последовательно приводящих его к весьма четкой реабилитации «действия на расстоянии». Еще раз повторяю, что речь идет об основном физическом воззрении, а не о методах математического анализа физических явлений. Ю. П. Шеин признает, что я правильно делаю, подчеркивая противоположность двух концепций: фарадеевской точки зрения и точки зрения «действия на расстоянии». Однако здесь же он добавляет: «Но нужно было бы подчеркнут также и то, что факты современной физики, как и общий диалектический взгляд, требуют того, чтобы эти противоположности были преодолены и синтезированы. Не «либо» среда, «либо» свойства самих тел, но иная постановка проблемы, которая синтезировала бы оба противоположных утверждения в высшем органическом единстве — по-видимому единственно соответствует действительности».
Что касается «фактов современной физики», требующих синтеза точек зрения «действия на расстоянии» и фарадее-максвелловской, то я решительно ничего не слыхал о подобных фактах. Мне они представляются совершенно невероятными. Если бы Ю. П. Шеину действительно удалось найти такие факты, то это надо было бы признать исключительно важным открытием, расширяющим границы физики и вводящим в ее область ряд новых явлений, которые мы до сих пор не склонны были называть физическими. Пока же он не опубликует точных данных об открытых им фактах, я буду иметь право утверждать, что ссылка на них совершенно не обоснована.
Теперь остановимся на своеобразном понимании Ю. П. Шеиным общего диалектического подхода к трактовке рассматриваемых противоположностей. Кто может возражать против того, что синтез противоположностей есть очень мощное орудие анализа процессов, происходящих в природе? Но нельзя же без особых размышлений, так сказать автоматически, стремиться синтезировать всякие противоположности! Быть может, с очень общей философской точки зрения и допустимо синтезировать любые противоположности независимо от их содержания, но если мы имеем в виду определенный круг явлений или представлений, то по-видимому следует считаться с некоторыми ограничениями.
Так, например, можно ли, имея в виду область математического анализа, синтезировать правильное решение какого-либо уравнения и неправильное решение того же уравнения? Или же, оперируя с той же областью математики, можно ли синтезировать противоположные утверждения: cosα < 1 и cosα > 1? Вообще, можно ли и нужно ли синтезировать всякое справедливое утверждение и противоположное ему несправедливое утверждение? Можно ли и нужно ли синтезировать точку зрения, имеющую отношение к природе физических явлений, и точку зрения, являющуюся в этом отношении абсурдной? Ведь не может быть сомнения в том, что точка зрения Фарадея и Максвелла имеет непосредственное отношение к действительно происходящим процессам и, в то же время, точка зрения «действия на расстоянии», в качестве чисто физического воззрения, не может быть квалифицирована иначе, как физический абсурд [настоящий сборник, статья II]. Зачем же их синтезировать в условиях, когда мы говорим именно о природе физических явлений?
Эти противоположные точки зрения можно, однако, синтезировать, имея, например, в виду методы математического анализа физических явлений. Как известно, такого рода синтез и был уже выполнен Максвеллом, в его «Трактате об электричестве и магнетизме», где он с полной убедительностью показывает, что обе точки зрения, надлежащим образом использованные, в ряде случаев приводят к одним и тем же результатам (в виду их внутреннего единства в математическом отношении). Выдвигать же требование подобного синтеза в связи с ответами на формулированные мною 10 вопросов — это, по моему мнению, в высокой степени ошибочно. Вопреки указаниям Ю. П. Шеина я полагаю, что при суждении о природе физических явлений не может быть и речи о каком-либо синтезе точек зрения «действия на расстоянии» и фарадее-максвелловской. Либо одно, либо другое. В данном случае эти точки зрения абсолютно непримиримы и совершенно исключают одна другую. Для физика иного выхода нет и быть не может.
Неужели физик при исследовании природы явлений должен синтезировать элементы материалистического и идеалистического мировоззрений? Допустимо ли вообще с диалектической точки зрения требование синтеза таких двух типичных противоположностей, как материализм и идеализм? Быть может, как я уже указывал выше, с общефилософской точки зрения это и представляет некоторый интерес, но я утверждаю, что в области физики подобный синтез ничего не дает, кроме полного хаоса в самых существенных наших представлениях, и никоим образом не может содействовать изживанию того кризиса, который так остро чувствуется в настоящее время.
Итак, в рассуждениях Ю. П. Шеина есть несомненная ошибка, возникшая на почве слишком прямолинейного понимания директив одного из основных положений диалектики (о синтезе противоположностей), что и привело его к признанию точки зрения «действия на расстоянии» в качестве физического воззрения.
Диалектика нас этому не учит. Наоборот, диалектический подход к физическим явлениям требует от нас самого тщательного анализа трактуемой проблемы.
В связи со всем вышеизложенным невольно вспоминаются слова В. И, Ленина: «Самое верное средство дискредитировать новую политическую (и не только политическую) идею и повредить ей состоит в том, чтобы во имя защиты ее довести ее до абсурда. Ибо всякую истину, если ее сделать «чрезмерной..., если ее распространить за пределы ее действительной применимости, можно довести до абсурда, и она даже неизбежно, при указанных условиях, превращается в абсурд» [Ленин. Соч., т. XVII, стр. 151].
4. М. Л. Ширвиндт и Ю. П. Шеин, в связи со своими ответами по поводу моих 10 вопросов, высказывают мнение, что я борюсь с идеализмом в физике, исходя из механистических воззрений. Термин «механистическое» в последнее время очень часто применяется и кстати, и не кстати. Разговор о механистичности моих воззрений, по моему мнению, не имеет никакого отношения к сути дела, т.е. сформулированным мною 10 вопросам. Интересно знать, где именно и в чем именно М. Л. Ширвиндт и Ю. П. Шеин нашли в моих вопросах нечто, свидетельствующее о механистичности моих исходных позиций. Отсутствие определенных и ясных указаний по этому поводу позволяет мне считать их утверждение бездоказательным и голословным, подобно тому, как, например, было бы совершенно голословным мое простое, ничем не подкрепленное утверждение, что в ответе Ю. П. Шеина по поводу моих вопросов я имею основание усматривать элементы идеалистического мировоззрения.
Во всяком случае, чрезвычайно непонятным является то обстоятельство, что и М. Л. Ширвиндт и Ю. П. Шеин все же не могли Совсем воздержаться от ответов на мои 10 вопросов, несмотря на их якобы «механистичность», а сочли себя вынужденными, так или иначе, присоединиться к моим «нет». Я в праве из этого заключить, что в моих 10 вопросах содержится нечто более общее и более существенное, чем простое отражение какой-либо механистичности или немеханистичности индивидуальных воззрений их автора. Это обстоятельство, как видно, осталось совершенно не замеченным и не отмеченным ни М. Л. Ширвиндтом, ни Ю. П. Шеиным.
* * *
Миткевич В. Ф. Основные физические воззрения, c. 135 – 141
XI. К вопросу об условности математической трактовки физических явлений
«Электричество», 1933, № 12, стр. 1
1. Математика бесспорно является одним из самых мощных орудий, которым мы располагаем при изучении физических явлений. Язык математики позволяет уточнять формулировку количественных соотношений, характеризующих эти явления. Приемы и методы математики помогают нам достигать широких обобщений, с одной стороны, и углубляться в анализ деталей физических явлений, с другой стороны. В связи со всем этим представления и образы, безусловно необходимые и вполне законные в процессе математических операций, мало-помалу проникают в наше физическое мышление и оказывают сильное влияние на образование тех представлений, которыми мы пользуемся при описании физических явлений. Однако не все подобные представления, будучи весьма полезными при математическом анализе, могут быть признаны в то же время строго соответствующими реальному содержанию физических явлений. Дело в том, что некоторые представления явились результатом простого объективирования математических абстракций без должного физического анализа данных абстракций. В известных случаях этот анализ и не мог быть своевременно осуществлен, в виду того, что трактуемые физические явления еще не были достаточно изучены экспериментально. Но по мере накопления опытного материала в свете современных физических открытий необходимо периодически подвергать пересмотру наши физические представления, нередко являющиеся лишь отражением математической символики. В других случаях ошибочность некоторых физических представлений, возникших на почве объективирования математических абстракций, могла бы быть выяснена по существу еще давно. Во всяком случае, это должно быть, наконец, сделано теперь путем чисто логического рассмотрения простейших примеров, относящихся к той или иной группе физических явлений.
2. В статье С. Н. Шипкова, напечатанной в № 12 журн. «Электричество» за 1933 г. под заглавием «Условность строго математической интерпретации мгновенного значения силы электрического тока», содержатся весьма ценные соображения по вопросу о необходимости различать математическое определение силы электрического тока и реальное содержание этого электромагнитного явления. Он совершенно справедливо указывает, что структура обычного математического определения силы тока
,
внушает идею о возможности непрерывного изменения силы тока, между тем как современная физика заставляет признать возможность только скачкообразных изменений силы тока в связи с квантованием электричества.
Я считаю полезным добавить несколько слов к соображениям. С. Н. Шипкова, касающимся квантования силы электрического тока, и сверх того привести из области электрических и магнитных явлений другие примеры условности и даже физической несостоятельности некоторых наших представлений, являющихся следствием недостаточно закономерного использования математических абстракций за пределами их действительной применимости.
3. Необходимо прежде всего, по моему мнению, отметить то обстоятельство, что квантование тока должно быть внутренне связано не только с квантованием электричества, т.е. существованием элементарных неделимых зарядов, но также и с вероятным квантованием скорости электронов. Как известно, современная квантовая механика в своем развитии приходит к представлению о квантовании пространства-времени. Эта идея на первый взгляд кажется совершенно парадоксальной, но то зерно истины, которое в ней содержится, состоит, по-видимому, именно в том, что скорости электронов не могут претерпевать непрерывного, изменения, а как-то квантуются. Таким образом в выражении для силы тока, вытекающем из электронной теории (i = nevs), при неизменном заряде электрона, e и некотором неизменном сечении провода s, по всей вероятности квантуются величины n и v, т.е. число электронов в единице объема и средняя скорость электронов. Если бы скорость v могла претерпевать какие угодно изменения, то были бы мыслимы непрерывные изменения силы тока, несмотря на квантование количества n.
4. Из того, что количество электричества q не может претерпевать непрерывных изменений, а квантуется в связи с существованием элементарного заряда e, вытекает необходимость признать и квантование э.д.с. E, которую мы обычно выражаем математически в формах, не учитывающих этого важного обстоятельства. Для пояснения сказанного представим себе некоторую проводящую цепь, в которой действует постоянная э.д.с. E и которая замкнута на конденсатор с неизменной емкостью C. В таком случае мы можем написать E = q/C. Так как количество электричества q квантуется, то, следовательно, квантуется и .д.с. E. Признав таким образом, что свойство квантования присуще .д.с. E, и принимая сопротивление некоторой проводящей цепи r неизменным, рассмотрим теперь случай постоянного тока, в подобной цепи, замкнутой накоротко. Из соотношения E = ri вытекает, что даже при отсутствии каких-либо иных указаний на квантование тока мы должны были бы это признать, исходя из квантования э.д.с. И обратно, признав квантование тока, мы должны на основании последнего соотношения утверждать, что и э.д.с. всегда вообще квантуется, т.е. изменяется не непрерывно, а некоторыми скачками, которых мы практически не замечаем только вследствие их чрезвычайной малости.
5. Квантование э.д.с. несомненно, должно обусловливаться физическими причинами, ее порождающими. В случаях, например, э.д.с. контактного характера основную роль играет количество электронов, прошедших через некоторую поверхность раздела двух проводящих сред. А это количество электронов, конечно, может быть только целым числом. В случае индуктированной э.д.с. объяснения, очевидно, надо искать в признании квантования магнитного потока. Что это должно быть именно так, следует, между прочим, из рассмотрения потока самоиндукции Фs, сцепляющегося с неизменяемой цепью некоторого тока i. Коэффициент самоиндукции L при неизменности цепи есть величина постоянная. Исходя из соотношения Фs = Li необходимо заключить, что магнитный поток квантуется, так как сила тока i квантуется. Следовательно, реальный физический процесс, происходящий в магнитном поле, мы должны признать состоящим из отдельных дискретных элементов.
Таким образом, мы имеем полное подтверждение справедливости (основной идеи Фарадея о «физических силовых линиях» магнитного поля. Пользуясь современным языком, мы можем говорить о физически существующих элементарных трубках магнитной индукции. В абсолютной электромагнитной системе мы обычно пользуемся представлением об единичной трубке магнитной индукции и для обозначения ее применяем более краткий и практически более удобный термин «магнитная линия», имея в виду ось единичной трубки. При этом в понятие о магнитной линии мы должны вкладывать реальное содержание, в точности соответствующее фарадеевской идее о «физической силовой линии» магнитного поля.
Итак, магнитный поток Ф, математически обычно рассматриваемый условно как величина, могущая претерпевать непрерывные изменения, в действительности может изменяться только скачкообразно, так как реально существуют дискретные элементы магнитного потока.
6. В вышерассмотренных примерах условность математических соотношений надо понимать в том смысле, что они по существу выражают собою лишь закономерности статистического характера и, совершенно правильно учитывая общий ход изменений среднего значения некоторой физической величины, не могут претендовать на то, чтобы исчерпывающим образом описывать все отдельные стадии этих изменений. Но есть случаи, когда условность математического соотношения носит более существенный характер и когда на почве слишком примитивной трактовки этого соотношения возникают ошибочные принципиальные установки.
Наиболее яркий пример этого рода мы имеем в виде «физического действия на расстоянии», т.е. действия на расстоянии, рассматриваемого в качестве какого-то первичного физического явления. Происхождение этой псевдофизической идеи коренным образом связано с объектированием понятий, вытекающих из математической формулировки ньютоновского закона всемирного тяготения и кулоновских законов взаимодействия электрических зарядов и магнитных масс. Несмотря на ясно выраженное мнение Ньютона, что представление о действии на расстоянии не имеет никакого физического смысла, являясь лишь базой математической трактовки явлений тяготения, и что оно, рассматриваемое в качестве первичного физического явления, представляет собою полный абсурд, несмотря на совершенно определенные указания Кулона, что формулированные им законы имеют только чисто описательный характер, ничего не говоря о природе явления, — несмотря на все это, мало-помалу с течением времени идея физического действия на расстоянии начала все больше и больше внедряться в научное мышление и в настоящее время доминирует в физике.
А между тем достаточно самого элементарного рассмотрения простейших случаев для того, чтобы убедиться в абсурдности идеи о физическом действии на расстоянии. Рассмотрим, например, взаимодействие двух электрических зарядов q1 и q2 или взаимодействие двух магнитов
N1S1 и N2S2. Предположим далее, что заряд q1 или магнит N1S1 окружен со всех сторон двумя замкнутыми поверхностями S1 и S2, нигде не касающимися и не пересекающимися. Зададим теперь вопрос: могут ли электрические заряды q1 и q2 или магниты N1S1 и N2S2 взаимодействовать так, чтобы при этом в слое между замкнутыми поверхностями S1 и S2 не происходило какого бы то ни было физического процесса?
С точки зрения действия на расстоянии на этот вопрос необходимо ответить категорическим «да».
С точки зрения Фарадея и Максвелла единственно возможным ответом является самое решительное «нет».
Казалось бы, ответ «да» включает в себе признание участия каких-то, так сказать, спиритических факторов в физических процессах. Ответ же «нет» естественно приводит нас к признанию участия среды, окружающей взаимодействующие физические центры. И тем не менее, в последнее время в науке чрезвычайно распространено допущение физического действия на расстоянии и полное отрицание участия среды. С целью математического описания явлений распространения электромагнитных возмущений в представление о действии на расстоянии, сильно поколебленное в своих позициях открытиями Герца, была внесена поправка, а именно было введено в науку понятие о запаздывающем действии на расстоянии. Но это последнее является еще большим физическим абсурдом, чем простое действие на расстоянии, и при рассмотрении сущности явлений приводит к явному нарушению закона сохранения энергии и закона причинности [настоящий сборник, статья II].
Итак, условность идеи о действии на расстоянии (простом или запаздывающем) заключается в том, что использование этой идеи вполне целесообразно и совершенно законно лишь в области математического описания и анализа физических явлений, но при трактовке вопроса о вероятной природе реальных физических процессов мысль о действии на расстоянии явно абсурдна и потому недопустима.
Приходится, к сожалению, отметить, что защитники физического действия на расстоянии, как показал опыт, всемерно уклоняются в большинстве случаев от прямого и четкого ответа на вопрос, подобный сформулированному мною. Выражаясь словами проф. П. С. Эренфеста, можно сказать, что защитники физического действия на расстоянии «боятся философствовать». Вместо обсуждения принципиальной стороны дела они обычно отвлекаются в сторону рассмотрения различных второстепенных подробностей, и это приводит только к маскировки сущности вопроса.
Например, делаются попытки опровергнуть принципиальную необходимость участия среды во всех физических взаимодействиях сведением фарадее-максвелловской точки зрения к наивным представлениям о «физических силовых линиях» как о грубо материальных нитях из какого-то неведомого вещества. При этом противники фарадее-максвелловской точки зрения игнорируют то обстоятельство, что в настоящее время даже элементы обычной материи — электроны, протоны — мыслятся в виде некоторых пакетов волн, которые должны быть понимаемы, конечно, как результат соответствующих волновых процессов, происходящих на фоне какой-то физической, а не воображаемой среды, т.е. на фоне какой-то физической первоматерии, заполняющей все наше трехмерное пространство. Ясно, что и «физические силовые линии» надо понимать как оси, характеризующие специфический процесс на фоне той же основной среды. Быть может, это — процесс волновой же природы, а быть может, это — процесс вихревого характера. Не в этом суть принципиального вопроса, сформулированного мною.
7. Из всего изложенного выше отнюдь не следует выводить неправильное заключение, будто бы я хочу сказать, что приемы математического анализа физических явлений опасны, ошибочны и т. п. Совсем наоборот, язык математического анализа совершенно необходим при описании и исследовании физических явлений, и применение его приводит к весьма ценным результатам. Надо только помнить, что математические формулировки, дающие нам, вообще говоря, точное описание общего хода явления и касающиеся нередко только внешнего эффекта, обнаруживающегося в физическом явлении, иногда ничего не говорят о внутреннем содержании этого явления, о его природе. Следует во всяком случае иметь в виду, что язык и формы математического анализа не составляют сущности физической теории, а играют при ее построении и описании лишь вспомогательную, хотя и весьма важную роль. Физическая же теория представляет собою строго обоснованную и не содержащую внутренних противоречий систему взаимно согласованных физических представлений.
Миткевич В. Ф. Основные физические воззрения, c. 142 – 147
XII. По поводу статьи проф. Д. Б. Гогоберидзе «К вопросу об условности математической трактовки физических явлений»
«Электричество», 1934, № 7, стр. 40.
1. В № 1 журнала «Электричество» за текущий год помещена статья проф. Д. Б. Гогоберидзе под вышеуказанным заглавием [упомянутая статья проф. Д. Б. Гогоберидзе написана им в ответ на мою статью под тем же заглавием, (см. настоящий сборник, статья XI)], представляющая собой попытку критики некоторых моих взглядов по вопросу о природе электромагнитных явлений. Я с большим удовлетворением прочел эту статью, так как она весьма убедительно доказывает, что довольно трудно подыскать хорошо аргументированные возражения против точки зрения, которая представляется мне единственно правильной в области основных физических представлений. Со многими соображениями и суждениями проф. Д. Б. Гогоберидзе я, конечно, не могу никак согласиться. Остановлюсь на главнейшем.
2. Проф. Д. Б. Гогоберидзе совершенно правильно понял мое определение того, чем должна быть физическая теория. Но он ошибается, требуя от современных систем физических представлений полной законченности и полного приближения к идеалу, к которому мы должны стремиться по мере развития наших физических знаний. До настоящего времени общей физической теории еще не существует в законченном виде. На это я совершенно определенно указываю в заключительной части своей речи «Основные воззрения современной физики» [настоящий сборник, статья II]. В виду сказанного в каждом частном случае речь может идти только о степени приближения некоторой системы физических представлений к стоящему перед нами пока еще отдаленному идеалу, и с этой точки зрения данное мной определение необходимо рассматривать как критерий при сравнительной оценке различных современных теоретических построений.
3. Проф. Д. Б. Гогоберидзе не прав, говоря о моей теории электромагнитного поля. О подобной теории я ничего не слыхал.
Мне можно приписать только упорную защиту системы основных физических представлений, разработанной Фарадеем и развитой далее Максвеллом, а также указание на некоторые логически вытекающие отсюда следствия. Что касается моих разногласий с Дж. Дж. Томсоном по вопросу о том, что же является основной реальностью — магнитные линии или трубки электрического смещения, то необходимо отметить следующие мотивы моей позиции. В последних сериях своих исследований (III том Experimental Researches in Electricity) Фарадей дает обстоятельный анализ всего, известного ему из области электромагнитных явлений, и неоднократно подчеркивает особо важную роль той стороны этих явлений, которую мы воспринимаем в качестве элементов магнитного поля, Таким образом в своем стремлении опираться на представление о магнитных линиях, как на исходное, я лишь делаю попытку возможно ближе подойти к общему ходу идей Фарадея.
4. Искусство чтения чужих мыслей, несомненно, представляет большой интерес, но едва ли оно может найти целесообразное применение в научной дискуссии о природе физических явлений. Дело в том, что при этом можно впасть в ошибку, как это и случилось с проф. Д. Б. Гогоберидзе. Он приписал мне целый ряд представлений о мировом эфире, которых никогда не было в моих мыслях. Основываясь только на предположениях, он пишет: «...однако можно думать, что согласно фарадеевой идее он (Миткевич) рассматривает мировой эфир как одну из разновидностей обычной материи, имеющую очень малую массу, но чрезвычайно большую упругость...». И дальше проф. Д. Б. Гогоберидзе, конечно, без труда разбивает эти устарелые представления, которые, кстати сказать, ни в коем случае не должны быть ассоциируемы) с именем Фарадея. Как известно, Фарадей с очень большой осторожностью и при том, в немногих лишь случаях прибегал к идее о мировом эфире и никаких соображений касательно его основных свойств сам не высказывал. Совершенно несомненно, что в связи с общей эволюцией наших физических представлений вопрос об эфире должен получить новое освещение, и многое из того, что говорилось раньше об этой субстанции, необходимо отбросить. В вышецитированной своей речи — «Основные воззрения современной физики» — я указываю, что в настоящее время мы не располагаем достаточными материалами для построения физической теории эфира. В этом отношении придется еще много поработать. Но все же говорить о мировом эфире необходимо. Без этого основного представления не может развиваться физическая мысль, стремящаяся связать разрозненные факты в стройное целое.
5. Совершенно непонятно, где в моих работах проф. Д. Б. Гогоберидзе усмотрел утверждение, «что фазовые волны имеют место в нашем трехмерном пространстве на фоне физической первоматерии». Приписывая мне подобное утверждение, он во второй раз делает ошибку на почве неудачной попытки чтения моих мыслей. Всем хорошо, конечно, известно, что многомерное конфигурационное пространство никак нельзя отождествлять с физическим трехмерным пространством. Но также хорошо известно и то, что в простейшем случае отдельного, например, электрона этот последний может рассматриваться как пакет максвелловских волн в нашем трехмерном пространстве, т.е. в этом простейшем случае представления квантовой теории волн приобретают весьма простой физический смысл. Таким образом мы приходим к некоторой конкретной схеме строения отдельного электрона или протона, вполне подтверждаемой известными опытами с дифракцией материальных лучей. Не может быть, однако, чтобы природа этих физических реальностей претерпевала принципиальное изменение в случаях более сложных, когда мы имеем дело с совокупностями электронов и протонов. Правда, математический аппарат квантовой теории волн пока еще оперирует в этих случаях с фазовыми волнами в многомерных, абстрактно-математических пространствах и мы еще не умеем осмыслить физическое значение этих операций. Но из этого, повторяю, не следует, Чтобы представление о физической природе данных объективных реальностей должно было коренным образом изменяться только потому, что эти реальности входят в состав некоторой их совокупности. Наоборот, надо надеяться, что дальнейшее развитие квантовой теории волн, этой весьма молодой отрасли теоретической физики, даст еще не мало материала для физического понимания ее выводов. Обо всем этом я также говорю вполне ясно и определенно в п. 12 своей речи «Основные воззрения современной физики». Итак, возражения проф. Д. Б. Гогоберидзе по данному поводу необходимо признать не имеющими какого-либо серьезного значения.
6. Упрекая меня в грубо-механистических концепциях в отношении электромагнитного поля, проф. Д. Б. Гогоберидзе, к сожалению, не дает четких указаний, в каких именно моих утверждениях выявляется по его мнению, грубый механицизм. В виду этого есть полное основание считать его упрек совершенно бездоказательным. С гораздо большим правом можно усмотреть в суждениях проф. Д. Б. Гогоберидзе элементы тонко-идеалистических тенденций. Дело в том, что он решительно возражает против попыток представить себе те механические движения, которые обязательно должны иметь место в эфира в связи с электромагнитным полем. Он, между прочим, говорит: «Не стоит перечислять всех неудачных и противоречивых попыток дать, исходя из механических моделей эфира, картину явлений, происходящих в электромагнитном поле...» Проф. Д. Б. Гогоберидзе возражает не против неправильного использования механических моделей эфира при рассмотрении процессов, происходящих в электромагнитном поле, а против самого оперирования с подобными моделями. Таким образом он игнорирует то обстоятельство, что всякое движение (в общефилософском смысле слова), всякий физический процесс, обязательно включает в себе некоторое механическое движение, которое хотя и не исчерпывает собой природы Соответствующего процесса, но совершенно неотделимо от него.
Сущность механистической точки зрения в области физических представлений состоит не в признании обязательного наличия механического движения, т.е. пространственного перемещения во всяком движении вообще, во всяком физическом процессе, а в ошибочном предположении, что новые качественные характеристики, которыми всегда обладает любая сложная комбинация каких-либо элементарных движений, могут быть разложены на простейшие свойства этих элементарных движений, и, в частности, в попытках сведения специфических особенностей всякого физического процесса к свойствам чисто механических движений. Признание эфира, в котором могут иметь место механические движения, само по себе еще не является свидетельством о механистической точке зрения, подобно тому, как и оперирование, например, с «идеальной» жидкостью Гельмгольца вовсе не должно быть рассматриваемо в качестве признака идеалистической установки. Нельзя рассуждать с точки зрения филологических признаков. Суть дела не в словах, а в содержании слов.
Само собой разумеется, что, если механическое движение содержится как совершенно неотъемлемая часть во всяком движении вообще, во всяком физическом процессе, то стремление познать это механическое движение вполне правильно и целесообразно. Желательно по мере возможности составить себе, наконец, вероятную картину механических движений, присущих каждому физическому процессу; но надо только помнить, что этим ни в коем случае еще не исчерпывается задача изучения и понимания данного процесса. Таким образом попытки классической физики дать некоторую общую схему механических движений, происходящих в электромагнитном поле, не являются сами по себе чем-то, заслуживающим безусловного осуждения. В исторической перспективе их надо рассматривать в качестве совершенно законных, хотя до сих пор и не удачных попыток сделать то, что, в конце концов, должно быть сделано. Все эти пока безрезультатные попытки представляют собой, однако, весьма ценный материал для будущих исследователей.
Итак, представление о каком-либо физическом процессе вообще или об электромагнитном процессе в частности вне обязательной связи их с какими-то элементарными механическими движениями — принципиально ошибочно, совершенно подобно тому, как будет принципиально ошибочно представление о материи самой по себе. Все это представляет собой явный признак физического идеализма, который, несомненно, является коренной причиной многих патологических уклонов в современной физической мысли. Указанная ошибочная точка зрения в отношении электромагнитного поля чрезвычайно распространена в настоящее время. С этим связаны обычно и все возражения против представления о мировом эфире как о физической субстанции, объемные элементы которой могут претерпевать какие-либо пространственные перемещения, т.е. находиться в состоянии механического движения [См. например И. Е. Тамм. «Под Знаменем марксизма», № 2, 1933, стр. 225—227; Э. Кольман. «Под знаменем марксизма», № 4, 1933, стр. 230; М. Л, Ширвиндт. Сборник Ленинградского электромеханического института (ЛЭМИ), № 2, 1933, стр. 9; Ю. П. Шеин, ЛЭМИ, № 2, 1933, стр. 11.].
Как известно, идею о «немеханическом» эфире, т.е. о таком «эфире», к которому нельзя применять понятие механического движения, высказал еще Эйнштейн. Но подобный «эфир» является чем-то физически бессодержательным, и термин этот в эйнштейновском смысле представляет собой в действительности не что иное, как лишь своеобразный синоним термина «абсолютная пустота». Сторонники «немеханического» эфира, таким образом, отрываются от физической действительности, возражая против «механистических моделей» эфира, против «механического» или «полумехаиического» эфира.
7. В заключение я скажу несколько слов по поводу основной темы статьи проф. Д. Б. Гогоберидзе — условности математической трактовки физических явлений, — лишь мимоходом затронутой и по существу им совершенно не освещенной. Возражая мне в связи с опубликованием мной статьи на ту же тему [настоящий сборник, статья XI], он коснулся только вопроса о квантовании тока, между тем как я связываю это с общим вопросом о квантовании в области электромагнитных явлений и указываю, между прочим, что даже при отсутствии каких-либо иных указаний на квантование тока мы должны были бы это признать, исходя из квантования э.д.с. Таким образом, спорный и пока еще весьма темный вопрос о квантовании пространства не имеет в данном отношении решающего значения. Ведь я в своей статье совершенно определенно говорю, что суть дела не в квантовании пространства, а в том, что в этой парадоксальной идее, по-видимому, содержится зерно истины, состоящее в признании квантования скоростей электронов. Почему проф. Д. Б. Гогоберидзе не привел подлинных строк из моей статьи, а остановился на некоторых лишь словах без необходимого контекста, — это мне непонятно.
В конце концов, не ясно, признает ли проф. Д. Б. Гогоберидзе правильной и своевременной постановку общего вопроса о квантовании в области электромагнитных процессов или же он принципиально возражает против этого.
Наконец, нельзя не выразить сожаления, что проф. Д. Б. Гогоберидзе совершенно умолчал о приведенном мной наиболее ярком примере условности математической трактовки физических явлений. Я имею в виду вопрос о «физическом» действии на расстоянии. Ведя борьбу против господства этой псевдо-физической идеи, я сформулировал следующий вопрос: «Могут ли две какие-либо физические системы, находящиеся на некотором расстоянии одна от другой, взаимодействовать так, чтобы при этом в слое, со всех сторон окружающем одну из этих систем не происходило какого бы то ни было физического процесса?»
Вопрос этот имеет весьма существенное значение при рассмотрении природы физических явлений. Я отвечаю на него самым категорическим «нет». Опыт ряда лет показывает, что возражающие против защищаемых мной общих физических представлений обычно почему-то обходят этот вопрос. Все возражения, которые выдвигает против меня проф. Д. Б. Гогоберидзе, несомненно, приобретут большую определенность и четкость, если он не откажется продолжать начатую им дискуссию со мной и при этом ясно укажет, считает ли он необходимым ответить на поставленный Мной вопрос так же, как и я, т.е. «нет», или же он присоединяется к проф. Я. Н. Шпильрейну и проф. Я. И. Френкелю, которые защищают точку зрения «физического» действия на расстоянии и потому вынуждены ответить на мой вопрос «да».
Миткевич В. Ф. Основные физические воззрения, c. 148 – 153
XIII. По поводу физических воззрений проф. Д. Б. Гогоберидзе
«Электричество», 1935, № 22, стр. 42
В № 5 журнала «Электричество» за 1935 г, проф. Д. Б. Гогоберидзе в статье «К вопросу об условности математической трактовки физических явлений» вновь выступил с возражениями против моих физических воззрений. В виду того, что он продолжает, к сожалению, игнорировать многое, сказанное мною по затрагиваемым им вопросам, и продолжает приписывать мне мысли, авторство которых я никак не могу принять на свой счет [например, в своей последней статье («Электричество», 1935, № 5, стр. 49, второй столбец, строки 19 и 20 сверху) проф. Д.. Б. Гогоберидзе приписывает мне фразу: «фазовые волны имеют место в нашем трехмерном пространстве на фоне физической первоматерии». Я утверждаю, что эта фраза составлена самим проф. Д. Б. Гогоберидзе из отдельных слов, которые он встретил в моих статьях, и что я не являюсь автором этой фразы. Совершенно напрасно он изощряется в искусстве чтения чужих мыслей вместо того, чтобы оперировать только с действительным содержанием моих высказываний.], мне представляется наиболее целесообразным в целях сосредоточения внимания на самом существенном сформулировать свой ответ проф. Д. Б. Гогоберидзе и свою точку зрения в виде ряда вопросов, на которые я отвечаю «нет». Вопросы построены так, что на них, по моему мнению, можно ответить только «да» или «нет» при исключенном третьем. Вопросы эти таковы: [Миткевич еще раз формулирует семь первых вопросов].
Как указано выше, на все эти семь вопросов я отвечаю «нет», В высокой степени ценно знать, как отвечает на эти вопросы проф. Д. Б. Гогоберидзе. Только при получении от него четких, ясных ответов наш спор может приобрести характер правильно организованной научной дискуссии. Вместе с тем в этом случае более или менее определенно выяснится, прав ли проф. Д. Б. Гогоберидзе, упрекающий меня в грубо-механистических воззрениях, или прав я, усматривающий в его рассуждениях тонко-идеалистические тенденции.
Миткевич В. Ф. Основные физические воззрения, c.154 – 155
XIV. К окончанию дискуссии с проф. Д. Б. Гогоберидзе об основных физических воззрениях
«Электричество», 1936, № 6, стр. 28.
* * *
Проф. Д. Б. Гогоберидзе уклоняется от того, чтобы дать определенные ответы на мои семь вопросов, и заявляет, что при таком направлении дискуссии он больше не желает в ней участвовать. Итак, наш длившийся довольно долго научный спор заканчивается по причине отказа одной из спорящих сторон (проф. Д. Б. Гогоберидзе) от продолжения его. Постараюсь по возможности в немногих словах охарактеризовать сущность заключительного ответа моего оппонента так, как я это понимаю.
2. Проф. Д. Б. Гогоберидзе во всех своих предыдущих выступлениях и в своем заключительном ответе упрекает меня в механистическом характере моих физических воззрений. В это же время он сам декларирует свою собственную позицию в качестве позиции диалектического материализма. В последнем своем ответе он определенно говорит: «...стоя на точке зрения диалектического материализма и пользуясь его системой воззрений, я показываю неправильность взглядов и системы воззрений акад. Миткевича». Именно поэтому, с целью вскрыть полную ошибочность подобных утверждений проф. Д. Б. Гогоберидзе, я и предложил ему свои первые три вопроса.
* * *
Итак, с несомненностью доказано, что слова, приписанные мне проф. Д. Б. Гогоберидзе, в действительности мной не были сказаны. Он в высокой степени своеобразно и весьма вольно обращается с тем, что обычно принято называть цитатой из статьи оппонента, и задает мне недоуменный вопрос по поводу того, что же именно обозначает моя подлинная фраза. Отвечаю ему. Мое подлинное утверждение имеет следующий смысл.
Явление дифракции материальных лучей ясно свидетельствует о том, что электроны и протоны имеют природу волнового характера, что они являются какими-то волновыми комплексами, волновыми пакетами. И, конечно, реальные волновые процессы, соответствующие электронам и протонам, должны быть понимаемы как процессы, происходящие не в каких-то многомерных пространствах сколь угодно большого числа измерений, а в реальном трехмерном пространстве. Однако методы формально-математического описания этих волновых процессов основаны на использовании таких представлений (фазовые волны в многомерных пространствах), которые не поддаются простой физической интерпретации и должны быть понимаемы лишь как чисто условное вспомогательное орудие, вполне законное при математическом анализе, но не при рассмотрении истинной природы явлений. Противники же материалистической трактовки физических явлений, привыкшие объективировать математические абстракции, склонны видеть в фазовых волнах и в многомерных пространствах сколь угодно большого числа измерений нечто подлинно реальное, нечто действительно существующее в мире физических явлений.
5. Вышеприведенный случай со спорной фразой является не единственным примером, характеризующим условия, в которых протекала наша дискуссия с проф. Д. Б. Гогоберидзе. Повторяю, именно поэтому я пришел к заключению, что предметы спора необходимо выявить с возможно большею четкостью в виде ряда принципиальных положений, сформулированных мной как несколько вопросов, на которые я отвечаю категорическим «нет». Такого рода оборот дискуссии представляется, однако, проф. Д. Б. Гогоберидзе неприемлемым, и он отказывается продолжать дальнейшее обсуждение затронутых в этих вопросах основных физических представлений. По этому поводу можно только сказать: La bataille est finie faute des combattants!
Миткевич В. Ф. Основные физические воззрения, c. 156—160
XV. О позиции И. Е. Тамма в отношении принципиальных воззрений Фарадея и Максвелла
«Под знаменем марксизма», 1933, № б, стр. 278.
Помещая настоящий отклик акад. В. Ф. Миткевича на статьи, помещенные в № 2 журнала «П. 3. М.», редколлегия подчеркивает, что неустанная защита акад. В. Ф. Миткевичем положения об объективности физических процессов, происходящих в электромагнитном поле, является борьбой за основы научного материалистического понимания природных явлений. Редакция отмечает, что критикующие взгляды акад. В. Ф. Миткевича профессора Я. Н. Шпильрейн, Я. И. Френкель, И. Е. Тамм и некоторые другие или не дают прямого и ясного ответа на поставленный им вопрос или дают идеалистический ответ, отрицая объективность физических процессов в поле.
Придавая огромной значение последовательной борьбе за научное марксистско-ленинское, диалектико-материалистическое мировоззрение, редколлегия «П. З. М.» готова предоставить страницы «П. З. М» для выявления корней борющихся в современной физике двух основных философских направлений — материалистического и идеалистического — и призывает всех научных работников данной области, особенно профессоров Шпильрейна, Френкеля и Тамма, к ясному ответу на поставленный им вопрос.
1. В № 2 журнала «Под знаменем марксизма» за 1933 г. помещенная после статей И. Е. Тамма и В. П. Егоршина заметка «От редакции» заканчивается (стр. 263) приглашением по адресу отдельных научных работников высказаться на страницах журнала по конкретным темам, касающимся основных проблем естествознания. Этот призыв является первым мотивом написания настоящей краткой статьи. Вторым мотивом послужило то обстоятельство, что И. Е. Тамм в своей статье «О работе философов-марксистов в области физики» между прочим, высказывается определенно отрицательно по поводу моих взглядов, умалчивая об их существе. В примечании, которым И. Е. Тамм сопровождает разбор воззрений З. А. Цейтлина, он говорит следующее:
«Сторонники этих взглядов любят ссылаться на авторитет некоторых ученых, в частности на Дж. Дж. Томсона и на акад. Миткевича. Дж. Дж. Томсон, 75-летний старец, имеет в прошлом громадные заслуги перед физикой, и во имя элементарных человеческих чувств я хотел бы воздержаться от рассмотрения научной ценности его работ последнего периода. Академик Миткевич имеет большие заслуги в области электротехники, однако в области теоретических представлений действительно придерживается взглядов, довольно близких к упомянутым высказываниям т. Цейтлина» [«П. З. М.»,. 1933 г., № 2, стр. 226.].
2. Совершенно не понимаю, какие именно элементарные человеческие чувства руководили И. Е. Таммом, когда он не счел возможным хотя бы указать, что Дж. Дж. Томсон и немногие другие, в том числе я, придерживаются принципиальной фарадее-максвелловской точки зрения, согласно которой все физические взаимодействия совершаются не иначе, как при непременном участии реальной среды, окружающей взаимодействующие физические центры, и что в этом состоят сущность и основа всех наших попыток того или иного развития вытекающих из этой точки зрения следствий. И. Е. Тамм не счел далее необходимым указать, что основная материалистическая точка зрения Фарадея-Максвелла решительно антагонирует с точки зрения actio in distans, т.е. действия на расстоянии, что эта последняя составляет характерную принципиальную установку некоторых руководящих физиков, идеалистические взгляды которых защищает И. Е. Тамм.
Вместо всего этого И. Е. Тамм совершенно бездоказательно и голословно утверждает, что «всякая попытка вернуть науку вспять — ко времени Фарадея и Максвелла — является по существу глубоко реакционной» (стр. 226).
3. Ясно, конечно, что никто из сторонников принципиальных Фарадее максвелловских воззрений и не помышляет о том, чтобы игнорировать экспериментальные и теоретические достижения современной физики. Речь идет только о том, чтобы выявить корни ряда противоречий, которыми так богата современная физика, и наметить пути к их устранению. Как показывает анализ наших основных физических представлений [настоящий сборник, статья II], только принципиальные фарадее-максвелловские установки могут служить той путеводною нитью, которая, надо полагать, облегчит нам понимание сущности физических явлений и поможет созданию стройной физической теории. Необходимо, наконец, со всею определенностью признать, что доминирующая среди современных физиков-теоретиков, отрицающих материальность силовых полей, точка зрения actio in distans является в полном смысле слова псевдофизической и что в действительности никакие физические явления не могут протекать без непременного участия среды, окружающей взаимодействующие физические центры.
4. И. Е. Тамм весьма ошибается, говоря: «...в области статических и квазистационарных электромагнитных явлений, изучением которых в сущности только и ограничивался Фарадей, теория силовых линий как в первоначальной, так и в современной своей форме (теория поля) и теория дальнодействия совершенно эквивалентны: каждая из них способна вполне правильно описать всю совокупность явлений, отличаясь только сосредоточением внимания, выдвиганием на первый план одной определенной группы их многообразных свойств» [И. Е. Тамм. Руководящие идеи в творчестве Фарадея, «Успехи физических наук», 1932 г., вып. I, стр. 26—27].
Можно говорить об эквивалентности этих двух точек зрения лишь в отношении формально-математического описания некоторых частных сторон физических явлений. Вообще же говоря, эти точки зрения совершенно не эквивалентны и решительно исключают одна другую [настоящий сборник, статья II]. Это выявляется с особою очевидностью именно при рассмотрении всей совокупности того, что может происходить в действительности.
* * *
5. Если бы И. Е. Тамм на сформулированный мною вопрос мог ответить категорическим «нет» подобно тому, как это должны сделать все, признающие вместе с Фарадеем объективность электромагнитного поля и материальный характер происходящих в нем процессов, то он, несомненно, учел бы ряд вытекающих из этого четкого ответа «нет» логических выводов и, конечно, вынужден был бы хоть в некоторой степени поддержать основную материалистическую посылку критикуемых им взглядов З. A. Цейтлина.
6. Есть еще один весьма существенный пункт моего несогласия с принципиальными установками И. Е. Тамма. Дело в том, что он, по-видимому, полагает [И. Е. Тамм. «О работе философов-марксистов в области физики», П. З. М.» 1933 г., стр. 225 227], что существуют категории физических явлений, не связанных с какими бы то ни было пространственными перемещениями. В связи с этим и «эфир» И. Е. Тамма не является какой-то основной физической субстанцией, а представляет собою нечто, настолько не обладающее признаками физической реальности, что в отношении этого «нечто» самая мысль о пространственном перемещении кажется ему неприемлемой. Я же признаю, что всякий физический процесс, всякое сложное движение (в общефилософском смысле слова) обязательно связано с какими-либо пространственными перемещениями, которые хотя и могут не исчерпывать природы данного сложного движения, но, тем не менее, неотделимы от него и ни в коем случае не должны быть игнорируемы. Я утверждаю далее, что представление о физическом эфире, к признанию которого приводит нас фарадее-максвелловская точка зрения, должно быть совместимо с идеей о пространственных перемещениях объемных элементов этого эфира, если только мы допускаем возможность возникновения в нем каких-либо физических процессов.
7. В заключение я считаю необходимым указать, что, по моему мнению, выход из того положения, в котором находится современная физическая мысль, заключается в том, чтобы, перестав оперировать такими сугубо «страшными» словами, как «глубоко реакционный», «механистический» и т. п., или такими исключительно деликатными мотивами, как «элементарные человеческие чувства», мы углубились в беспристрастный анализ наших основных физических представлений с точки зрения их вероятного соответствия тому, что может происходить в действительности. В этом отношении я особенно имею в виду представление о действии на расстоянии, псевдофизический характер которого накладывает своеобразный отпечаток на все наши построения и сильно тормозит правильное понимание явлений природы.
Миткевич В. Ф. Основные физические воззрения, c. 161 – 164
XVI. Фарадей «против» фарадеевской точки зрения
«Социалистическая реконструкция и наука». 1933, № 4, стр. 47.
В № 9—10 журнала «Социалистическая реконструкция и наука» за 1932 г. помещена статья проф. Я. Н. Шпильрейна под заглавием «О геометрических свойствах силовых линий». Статья эта по существу является ответом на мою статью «К вопросу о природе электрического тока» [настоящий сборник, статья IX], ранее напечатанную в настоящем журнале (1932, № 3). Я. Н. Шпильрейн стремится реабилитировать точку зрения физического действия на расстоянии и при этом приводит цитату из фарадеевских «Experimental Researches in Electricity», из которых якобы следует, что Фарадей не был принципиальным противником признания действия на расстоянии в качестве первичного физического явления. Отсюда, казалось бы, вытекает, что я, категорически отрицая возможность физического действия на расстоянии, становлюсь в положение plus royaliste que le roi meme. Если бы даже дело обстояло именно так, то все же из этого ровно ничего не следует. Ведь, во всяком случае, спор между точкой зрения действия на расстоянии и точкой зрения участия среды мы должны решать не применительно к мнениям авторитетов, а путем тщательного анализа основных конкретных случаев.
2. Как отмечает Я. Н. Шпильрейн, Фарадей не сразу пришел к своим окончательным воззрениям. Нет ничего удивительного в том, что ученый постепенно, по мере накопления опытного материала и в процессе длительного критического рассмотрения этого материала, все определеннее и определеннее высказывает свои суждения по поводу данной проблемы. Наконец, пройдя известный путь эволюции, взгляды ученого приобретают полную четкость и законченность. В связи с этим нельзя характеризовать воззрения Фарадея по вопросу о действии на расстоянии, цитируя лишь несколько строк из его работы, опубликованной в 1837 г., т.е. почти за 20 лет до окончания его кипучей научной деятельности. Необходимо вместо этого отметить в физическом мышлении Фарадея непрерывное стремление анализировать физические явления с точки зрения возможности допущения действия на расстоянии и непрерывное возрастание убежденности в том, что во всех без исключения случаях разного рода взаимодействия осуществляются не иначе, как при непосредственном участии среды, окружающей взаимодействующие физические центры фарадеевскую точку зрения мы должны характеризовать совокупностью воззрений Фарадея, получивших совершенную законченность в результате всей его научной деятельности.
3. Я. И. Шпильрейн весьма определенно высказывается в пользу точки зрения физического действия на расстоянии и в заключение своей статьи говорит: «Надо думать, что новая физика сумеет разрешить трудности, связанные с представлением о действии на расстоянии, даже запаздывающем». Я очень сожалею, что Я. Н. Шпильрейн не обратил никакого внимания на те 10 вопросов, которые приведены в моей статье, и не попытался дать на них определенные ответы. Эти вопросы сформулированы мною именно для того, чтобы выяснить несостоятельность точки зрения физического действия на расстоянии (путем рассмотрения ряда простейших конкретных случаев),. Четкие ответы «нет» на все без исключения 10 вопросов приводят нас к отрицанию действия на расстоянии в качестве первичного физического явления. Из всего сказанного Я. Н. Шпильрейном приходится заключить, что он должен был бы ответить «да» по крайней мере, на некоторые из 10 вопросов и, во всяком случае, на 10-й вопрос.
* * *
Миткевич В. Ф. Основные физические воззрения, c. 165 – 167
XVII. За фарадее-максвелловскую установку в вопросе о природе физических взаимодействий
«Социалистическая реконструкция и наука», 1934, № 8, стр. 97.
(По поводу выступления проф. В. А. Фока — «За подлинно научную советскую книгу»), там же, № 3, стр. 132.
* * *
7. В качестве примера, ярко иллюстрирующего, насколько трудно некоторым представителям современной физической науки отрешиться от того, что является ее наиболее слабым местом, и принять основную фарадее-максвелловскую установку, — можно привести выступление проф. В. А. Фока «За подлинно научную советскую книгу» [«Социалистическая реконструкция и наука», 1934, № 3, стр. 132.], в котором он, между прочим, критикует мою книгу «Физические основы электротехники». Эта книга характеризуется, главным образом, своим отрицательным отношением к точке зрения «физического» действия на расстоянии и более или менее последовательным проведением идеи об участии среды в электромагнитных взаимодействиях. В предисловии, во введении и в первом параграфе книги много говорится о мотивах, которые заставили ее автора проводить точку зрения Фарадея и Максвелла при рассмотрении тех процессов, с которыми мы имеем дело в электротехнике вообще, и в области электромагнитных механизмов в частности. На выдвигаемые мною мотивы проф. В. А. Фок не обратил должного внимания и все содержание книги воспринял просто как попытку перенести читателя «в давно минувшую эпоху Фарадея и Максвелла». Он не нашел в разбираемой им книге отражения многих достижений современной теоретической физики, как то: теории относительности, статистики Ферми) и т. д., и за это упрекает меня.
Будучи, конечно, хорошо осведомлен, что именно из области физики является особенно важным для электротехника, он все же упустил из вида одно весьма существенное обстоятельство. Дело в том, что критикуемая им моя книга вовсе не является трактатом по физике, а представляет собою лишь учебник но одному из отделов теоретической электротехники. Современная же электротехника ни при расчете и изучении электромагнитных механизмов, ни при расчете и изучении электропередач, радиопередач и т. п., пока еще не пользуется теорией относительности, статистикой Ферми и т. д. Трудно даже представить себе, чтобы все это потребовалось электротехнику на ближайший отрезок времени. Совершенно целесообразно поэтому удовлетвориться той суммой знаний из области новейших достижений физики, которую изучающий электротехнику в высшей школе получает из курсов физики, а в курсе «Физические основы электротехники» сосредоточить внимание на тех физических свойствах электромагнитного поля, без основательного знания которых электротехник, как таковой, не может работать ми теоретически, ни практически.
8. Вместо того чтобы критически отнестись к выдвигаемой мною на первый план фарадее-максвелловской точке зрения касательно непременного участия среды во всех физических взаимодействиях и постараться опровергнуть мои доводы в пользу этой точки зрения, проф. В. А. Фок затрагивает эту принципиальную проблему лишь как бы мимоходом. Он, между прочим, пишет: «Правда, другие, забытые ныне, вопросы, как, например actio in distans (действие на расстоянии), встают перед автором, кажутся ему злободневными и тревожат его. Но тревога эта не передается читателю, который знает ответ современной науки на эти вопросы, знает, в частности, что теория относительности не допускает никаких мгновенных дальнодействий...».
Очень сожалею, что я, по-видимому, недостаточно ярко выявил во введении к своей книге всю остроту и злободневность проблемы о «физическом» действии на расстоянии. Очевидно, благодаря именно этому проф. В. А. Фок не обратил никакого внимания на сформулированный мною вопрос, касающийся действия на расстоянии, не «встревожился», прочтя его, и не дал никакого четкого ответа. Это, впрочем, обычно всегда так бывает, когда защитники точки зрения «физического» действия на расстоянии критикуют мои физические установки. Однако дело обстоит гораздо серьезнее, чем это может показаться прочитавшему вышеприведенные слова проф. В. А. Фока. Ведь речь идет о принципиальном физическом представлении, которое не может не отражаться на всем ходе наших дальнейших рассуждений. Нельзя поэтому, критикуя мою книгу «Физические основы электротехники», без всяких доказательств, так сказать, голословно, объявить о несущественности одного из важнейших положений Фарадея и Максвелла и на этом успокоиться.
* * *
10. Я отвечаю на сформулированный мною вопрос — «нет» и признаю необходимым считаться со всеми вытекающими отсюда последствиями. Все это, конечно, накладывает совершенно определенный отпечаток на содержание моей книги «Физические основы электротехники» и является ее наиболее существенной особенностью, резко отличающей ее от многих других современных книг на ту же тему. Об этом именно проф. В. А. Фок и должен был бы открыто говорить, если бы он хотел дать подлинно научную критику моей книги. Весьма неосновательно он полагает, что мистическое, с моей точки зрения, представление о запаздывающем действии на расстоянии является правильным решением проблемы о природе электромагнитных взаимодействий. Сказанное стало бы для него совершенно очевидным, если бы он попытался дать четкий ответ на поставленный мною вопрос. С чисто физической точки зрения, запаздывающее действие на расстоянии есть такой же абсурд, как и простое мгновенное действие на расстоянии, и допустимо только в качестве метода математической трактовки физических явлений. Все это очень подробно выясняется в упоминаемом проф. В. А. Фоком введении к моей книге.
11. Чтобы уточнить позицию проф. В. А. Фока в отношении принципиальной фарадее-максвелловской точки зрения, я задам ему еще один вопрос: «Правдоподобно ли предположение, что электромагнитное поле может существовать само по себе, без всякого участия какого бы то ни было материального носителя?» Так же, как и на предыдущий вопрос, я считаю необходимым ответить категорическим «нет» по мотивам, которые достаточно развиты в упомянутом введении к моему курсу.
12. Для суждения о том, насколько безупречны соображения: проф. В. А. Фока по поводу моего курса, содержащиеся в его выступлении «За подлинно научную советскую книгу», чрезвычайно ценно знать, какие именно ответы на поставленные мною вопросы он считает «подлинно научными». От его выступления получается такое впечатление, как будто бы он полагает, что подлинно научная советская книга, посвященная вопросам физики, должна основываться на ответах «да» на выше сформулированные вопросы. Я надеюсь, что проф. В. А. Фок не откажется продолжить начатую им дискуссию на тему «За подлинно научную советскую книгу» и даст определенные ответы хотя бы на два вышеприведенных вопроса. Быть может он, кроме того, более или менее четко, а не мимоходом, разъяснит, в какой мере, по его мнению, допустимо в настоящее время проводить принципиальную фарадее-максвелловскую точку зрения касательно природы всякого физического взаимодействия.
13. Я полагаю, что сказанного выше вполне достаточно для общей оценки действительного характера выступления проф. В. А. Фока. В заключение скажу только несколько слов по поводу выдвигаемого им метода борьбы с научными течениями, которые кажутся ему неправильными. Он считает, что следует воспрепятствовать изданию книг, отражающих эти течения. Несомненно, следует признать весьма серьезным и, в известном смысле, «целесообразным» рекомендуемый проф. В. А. Фоком метод чисто «физического» воздействия в отношении книг, принадлежащих перу идейных противников. Как показывает история науки, подобный метод всегда выдвигался в качестве меры борьбы с инакомыслящими, когда оказывалось невозможным действовать прямыми доводами разума. Но история повторяется!
Миткевич В. Ф. Основные физические воззрения, c. 168 – 175
XVIII. Выдержка из дискуссии по докладу «О физическом действии на расстоянии»
Доклад этот напечатан в настоящем сборнике, статья III
В. Ф. Миткевич. Я только что указал в своем докладе, что всякое уклонение от прямого ответа на поставленный мною вопрос, всякие оговорки или имеющие характер таковых оговорок рассуждения клонятся обычно к оправданию ответа «да». Должен сказать, что я спорю по этому вопросу с Яковом Ильичом Френкелем три года, и он все время уклоняется от прямого ответа. Здесь он выступил, много говорил о разных посторонних вещах, но опять-таки мне не ответил. Ясно, следовательно, что Я. И. стремится оправдать ответ «да». Все, что он говорил, только доказывает, что он допускает существование явлений, в которых Герц усматривает нечто спиритическое. Для того чтобы принять точку зрения Якова Ильича, необходимо, чтобы он опровергнул мои логические рассуждения, которые я сегодня приводил в докладе и о которых я ничего не говорил три года назад, хотя Я. И. и заявил, что ничего нового я не сказал. Нет, очень много нового я сказал, только Я. И. этого не заметил. Я полагал бы, что здесь вести длительную дискуссию вряд ли целесообразно, тем более что сейчас уже довольно поздно. Мне кажется, что эту дискуссию можно перенести на страницы «Известий Академии Наук». Пусть Я. И. на страницах «Известий» опровергнет мои логические построения. Повторяю, страницы «Известий» открыты для всех нас, и я думаю, что он сделает, наконец, мне одолжение и опровергнет мои рассуждения, а тогда мы и будем говорить по существу вопроса.
В заключение я хочу выразить свое удовлетворение по поводу того, что Я. И. Френкель эволюционировал. Три года тому назад он говорил, что реальны только электроны и ионы, а поле является лишь продуктом нашего воображения. [См. напр., стенограмму первой беседы о «Природе электрического тока», «Электричество», 1930, № 3. Выступление Я. И. Френкеля, стр. 132: «Материализация силовых линий, характерная для старой английской школы, является своего рода «материализацией духа», потому что поле является только «духом». Реальностью, подлинной материей являются наэлектризованные частицы, ионы и электроны, а магнитные силовые линии — это продукт нашего собственного воображения, вводимый нами для удобства и наглядности». И далее: «... мы должны считать эти материальные частицы основной физической реальностью, так сказать, бытием, а поле — вторичной надстройкой, так сказать, сознанием. Более того, я сказал бы, нашим сознанием, так как мы вводим это понятие о поле, чтобы удобнее описать действие, производимое частицами друг на друга. Гипертрофирование значения поля является в сущности антропоморфизмом».] Теперь он говорит о реальности электромагнитного поля. Я очень и очень приветствую это.
Миткевич В. Ф. Основные физические воззрения, c. 176 – 177
XIX. Выдержки из дискуссии на мартовской сессии Академии Наук СССР в 1936 г.
Из выступления В. Ф. Миткевича по докладу акад. А. Ф. Иоффе
Абрам Федорович, я хочу теперь поговорить на совершенно другую тему. Если так позволено будет выразиться, старый счет хочу я вам предъявить вот по какому поводу. У нас с вами есть принципиальные расхождения. Об этом мы много говорили и спорили.
Дело в том, что в общем ходе физических рассуждений и построений, которыми оперируете вы и ваши ученики, совершенно отсутствует представление о магнитном потоке как о физической реальности. Между тем это представление, введенное в науку Фарадеем, имеет громадное теоретическое и практическое значение.
Чтобы иллюстрировать это примерами, я прежде всего, остановлюсь на вопросе о сверхпроводниках. В материалах к своему докладу вы касаетесь, между прочим, сверхпроводников, указываете на некоторые их закономерности и говорите: «Эта особенность сверхпроводников теоретически еще не использована за отсутствием в данный момент, какой бы то ни было теории сверхпроводимости...» В общем получается затруднительное положение. Я утверждаю, что подобное положение создалось потому, что игнорируется представление о магнитном потоке как о физической реальности. Это представление чрезвычайно облегчает понимание того, что происходит в случае электрического тока в сверхпроводящей цепи. Ведь об этом писал еще Липпманн в своих мемуарах в 1919 г., но это осталось незамеченным (Доклады Парижской Академии Наук).
В качестве других примеров, когда представление о реально существующем магнитном потоке оказывается, безусловно, необходимым, можно назвать вопрос о механизме электромагнитной индукции тока, вопрос о природе тока, энергетическая сторона процессов, протекающих в цепи электрического тока, физическое содержание представления о векторе Пойнтинга... Столь волнующая современную физику загадка о природе фотона и, вообще, кванта электромагнитной энергии, а также тайна строения электрона, позитрона и других элементарных физических реальностей — представились бы в совсем ином освещении с точки зрения признания магнитного потока физической реальностью. Не подлежит никакому сомнению, что эта же точка зрения может во многом помочь и при рассмотрении магнитных свойств вещества вообще, и ферромагнитных материалов в частности. Наконец, при рассмотрении физических процессов, протекающих в разного рода электромагнитных системах и механизмах, мы совершенно не можем обойтись без представления о магнитном потоке. В динамомашииах, электродвигателях и во всех иных электромагнитных механизмах, мы, так сказать, непосредственно осязаем магнитный поток, который нам, электротехникам, представляется подлинной физической реальностью, и это мы ощущаем столь же отчетливо, как вы, Абрам Федорович, воспринимаете электрон в качестве подлинной физической реальности. Но если вы предложите вниманию инженера-электромеханика электронную теорию коммутации коллекторных машин, теорию, освобожденную от представления о магнитном потоке, то он не будет в состоянии применить на практике эту теорию, ибо она окажется зданием, искусственно возведенным на ошибочном фундаменте.
Как же смотрит возглавляемая вами, Абрам Федорович, группа советских физиков на представление о магнитном потоке? Современная физика и ваша школа утверждают, что магнитный поток реально не существует, что это есть лишь некоторая фикция, условно допускаемая в наших физических рассуждениях ради удобства. Говоря конкретно, по вашему мнению, не происходит никакого реального, специфически магнитного процесса между полюсами постоянного магнита, скажем, в кубическом сантиметре объема, занятого внешним магнитным полем рассматриваемого магнита.
Спор о реальности или фиктивности магнитного потока сводится, в конце концов, к противопоставлению двух точек зрения: с одной стороны, точка зрения действия на расстоянии и, с другой стороны, фарадее-максвелловская точка зрения о непременном участии среды во всяком физическом воздействии. Спор имеет большое теоретическое значение. Он имеет отношение и к нашей общей философской, теоретико-познавательной установке. Спор этот имеет и сугубо практическое значение. Во всяком случае, ведь несомненно, что в каждом физическом явлении мы имеем дело с взаимодействиями отдельных физических реальностей или их частей. Других физических явлений нет. И вот этот принципиальный вопрос о природе всякого физического взаимодействия как-то совершенно игнорируется современной физикой и вашей школой, Абрам Федорович, в частности.
Вы хорошо знаете, что споря с вами и с вашими учениками на эту тему, я довел этот спор до обнаженности, до последней степени заостренности. Я отбросил все второстепенное и сосредоточил внимание на существенном. Допустим, что мы имеем, например, два магнита А и В, которые как-то взаимодействуют, притягиваются или отталкиваются. Магнит А окружаем двумя замкнутыми поверхностями, не пересекающимися и не касающимися одна другой. Между ними образуется замкнутый слой. Я спрашиваю: могут ли эти два магнита —А и В — взаимодействовать так, чтобы при этом в слое, окружающем магнит А, не происходило какого бы то ни было физического процесса?
Я утверждаю, что на этот вопрос можно ответить только «да» или «нет», третий ответ исключен. Нельзя также представить себе какого-либо синтеза этих взаимоисключающих ответов, ибо нельзя представить себе такой теории, согласно которой при взаимодействии двух магнитов А и В в этом слое, окружающем магнит А, одновременно и происходил бы какой-либо физический процесс, и не происходило бы ничего.
Сергей Иванович Вавилов упрекал меня в том, что я неправильно поставил вопрос. Он мне не сказал, однако, как нужно правильно поставить вопрос, а я доказал в одном из своих докладов в АН, что вопрос поставлен правильно. Он мне не возражал, но, однако, и не признал себя согласным со мной. Я утверждаю, что если мы имеем две системы, два магнита, например, и они взаимодействуют между собой, то при этом в пространстве, окружающем магнит, либо может происходить, либо может не происходить соответствующий физический процесс, одно из двух. И мы имеем законное право сопоставить взаимодействие двух магнитов с вероятностью наличия каких-то физических процессов в окружающем пространстве или с вероятностью отсутствия этих процессов. Совершенно законное право, Сергей Иванович!
Профессор В. А. Фок в материалах к своему докладу на этой сессии АН сказал, что этот вопрос в современной физике не имеет никакого смысла. Это его личное мнение, характеризующее его натурфилософские установки. На этот вопрос, который я ему поставил в своем ответе, напечатанном в журнале «Социалистическая реконструкция и наука» [настоящий сборник, статья XVII], профессор В. А. Фок мне ничего не ответил, подобно тому, как и многие другие мои идейные противники нормально не отвечают четко и определенно. Те немногие физики, которые склоняются к моим позициям, сразу отвечают «нет», но те, которые не считают возможным ответить «нет», уклоняются от ответа «да», как будто бы ответ «да» чем-то нехорош. Правда, он дисквалифицирован был еще стариком, Ньютоном, который назвал абсурдом действие на расстоянии как физическое представление, объясняющее взаимодействие. Этот ответ «да» дисквалифицирован был и Герцем, который указал, что наука, привносящая действие на расстояний для объяснения физических явлений, тем самым прибегает к чему-то спиритическому. Быть может поэтому мои идейные противники боятся сказать «да» и, не соглашаясь со мной, отказываются от ответа. Вместо того чтобы ответить мне, нередко говорят, что я тяну науку назад на сто лет, ко времени Фарадея, несмотря на то, что я совсем ясно в своих докладах указывал, что я к этому вовсе не стремлюсь.
Наоборот, принимая полностью все фактические достижения современной науки, мы должны не бояться критиковать наши основные физические установки и исправлять то, что нужно. И если старые установки Фарадея-Максвелла, насчитывающие столетнюю с лишним давность, в принципе с философской и теоретико-познавательной точки зрения правильны, мы должны немножко пересмотреть принципиальные установки современной физики, и мы ничего при этом не потеряем, а наоборот — получим очень много нового и ценного.
Вы, Абрам Федорович, во время дискуссии на тему о природе электрического тока, имевшей место несколько лет тому назад, приняли сторону моего самого непримиримого противника, кажется, здесь присутствующего Якова Ильича Френкеля. Вы сказали, что он логически рассуждает, а я — не совсем логически. Правда, сам Я. И. Френкель, под влиянием этих споров со мной, и я этим горжусь, эволюционировал очень сильно за последнее время. Так, в 1930 г. он говорил: «Материализация силовых линий, характерная для старой английской школы, является своего рода «материализацией духа», потому, что поле является только «духом». Реальностью, подлинной материей являются наэлектризованные частицы, ионы и электроны, а магнитные силовые линии — это продукт нашего собственного воображения, вводимый нами для удобства и наглядности». И далее: «... мы должны считать эти материальные частицы основной физической реальностью, так сказать, бытием, а поле — вторичной надстройкой, так сказать, сознанием. Более того, я сказал бы, нашим сознанием, так как мы вводим это понятие о поле, чтобы удобнее описать действие, производимое частицами друг на друга. Гипертрофирование значения поля является в сущности антропоморфизмом» [См. например, стенограмму первой беседы о «Природе электрического тока», «Электричество», 1930, № 3. Выступление Я. И. Френкеля, стр. 132].
По этой причине, конечно, он должен был бы ответить «да» на мой вопрос. Но он упорно уклонялся от четкого ответа. Понять, однако, нужно было так, что он говорит «да». В 1934 г., через 4 года, во время дискуссии по моему докладу в Академии Наук Яков Ильич уже эволюционировал [настоящий сборник, статья XVIII]. Он сильно изменил свое мнение. В частности, касаясь того, что могут быть две точки зрения, «Substanztheorie» и «Feldtheorie», он говорит: «С точки зрения второй теории поле есть первичное понятие, а элементы материи — его продукты». И дальше он говорит: «Я лично склоняюсь в пользу «Feldtheorie». Казалось бы, он должен был мне просто и открыто ответить: согласен с тобою, отвечаю «нет». Но ему что-то не позволяет откровенно ответить.
Многие из ваших учеников, Абрам Федорович, и примыкающие к вашей школе выступали против меня, как, например, профессор И. Е. Тамм. Он решительно выступил с утверждением, что точка зрения действия на расстоянии совершенно эквивалентна точке зрения фарадеевской и что обе они одинаково хорошо описывают все явления. Я ему в своем ответе [статья XV], напечатанном в журнале «Под знаменем марксизма», указал, что это совсем не так, что его мнение ошибочно, и задал вышеуказанный мой вопрос. Ответа не последовало. Я. И. Шпильрейн, тоже мой жестокий противник, также выступает в защиту действия на расстоянии. В своем ответе [статья XVI] на страницах журнала «Сорена» я задал ему свой вопрос. Я. И. Шпильрейн молчит, ничего не отвечает. И профессор В. А. Фок на страницах журнала «Сорена» выступил в защиту действия на расстоянии: он считает, что современная физика может вполне удовлетвориться запаздывающим действием на расстоянии, как будто бы это более понятно, чем какое-нибудь простое действие на расстоянии. Я ему в своем ответе [статья XVII] опять задал указанный выше вопрос. В ответ — опять молчание. Профессор Б. М. Гессен во время дискуссии о природе электричества весьма неопределенно высказался по поводу действия на расстоянии — ни за, ни против. Как он думает — непонятно. Замечательно то, что никто из моих идейных противников не желает четко и кратко ответить на мой вопрос. Редакция журнала «Под знаменем марксизма» в примечании к моей статье [статья XV], в которой я отвечал И. Е. Тамму, специально персонально обратилась к профессорам Френкелю, Шпильрейну и Тамму с просьбой ответить на мой вопрос. Ответа опять не последовало.
Наконец, я напомню Абраму Федоровичу, что во время одного из докладов Академии Наук в 1933 г. я, говоря о «физическом» действии на расстоянии (извините — «физическом» я пишу в кавычках, иронически, ибо считаю, что этого реально не может быть) — в заключительной части сказал следующее…
Ни от, кого никакого ответа, к сожалению, не последовало.
Так вот, дорогой Абрам Федорович, в порядке личного одолжения, примите мой вопрос и ответьте на него: «да» или «нет». Не тратьте времени на длинные объяснения. Меня интересует только «да» или «нет».
Выступление В. Ф. Миткевича по докладу акад. С. И. Вавилова
Здесь с этой кафедры я выступал по поводу доклада А. Ф. Иоффе. Я выступал в защиту представления о магнитном потоке как о некоторой физической реальности, как о некотором реальном процессе. Я делал ряд упреков Абраму Федоровичу, возглавляемой им школе и примыкающим к его школе физикам по тому поводу, что они считают магнитный поток простой фикцией, которую мы иногда допускаем в качестве якобы лишь удобного метода для рассмотрения физических явлений. Я указал, что мы этим обезоруживаем физическую мысль при рассмотрении целого ряда физических процессов и явлений, при рассмотрении природы целого ряда физических реальностей. Я указывал на то, что эта установка А. Ф. и его школы весьма ошибочна и вредно отражается на дальнейшем развитии понимания природы вещей.
С глубоким прискорбием должен констатировать тот факт, что А. Ф. уклонился от ответа мне, он ничего не сказал. Правда, здесь вместо него выступал профессор И. Е. Тамм. Его выступление было в высокой степени содержательным в том отношении, что оно четко и определенно выявило его натурфилософскую установку.
Большинству присутствующих известно, вероятно, что спор о реальности магнитного потока я свел к некоторому вопросу, имеющему, вообще говоря, философский характер. Вопрос — напомню — такой: могут ли два магнита, А и В, так взаимодействовать друг с другом, чтобы при этом в некотором слое, окружающем магнит А, не происходило какого бы то ни было физического процесса? Это — вопрос о дальнодействии. Вопрос этот — я утверждаю — может допускать только два ответа: «да» или «нет»; при исключенном третьем. Тот или иной ответ предопределяет в дальнейшем наше отношение к вопросу о реальности магнитного потока.
Так вот, выступавший здесь в защиту дальнодействия проф. И. Е. Тамм сравнивал поставленный мною вопрос с вопросом о том, какого цвета меридиан — красного или зеленого. Я не думаю, чтобы стоило (для большинства присутствующих ясно, что не стоит) дискутировать по вопросу о том, что между сформулированным мною вопросом и вопросом профессора И. Е. Тамма большая разница. Я заниматься разбором этого не буду. Предоставляю автору вопроса о меридиане заняться исследованием, какого цвета меридиан — красного или зеленого, или, может быть, цвета хамелеона.
Другой мой яростный противник, мой друг, Яков Ильич Френкель, в 1930 г., споря со мной на тему о дальнодействии, пытался (ему подражает проф. И. Е. Тамм) свести вопрос, мною сформулированный, к вопросу такого рода: есть ли у «чёрта» хвост или нет. Как я в своем выступлении третьего дня показал, Я. И. Френкель с течением времени изменил под влиянием моего с ним спора и борьбы свою установку, и сейчас, по существу, он начал уже со мной говорить о том, есть ли у «чёрта» хвост или нет. Я не вижу Якова Ильича здесь среди присутствующих, но убежден, что он со мной согласится, когда я скажу, что у этого «чёрта» — и действия на расстоянии — хвост, если и не совсем оторван, то в значительной степени уже надорван. Но так или иначе, очень прискорбно, что А. Ф. Иоффе уклонился от ответа на мой вопрос.
Обращаясь к докладу С. И. Вавилова, я должен повторить отчасти то, что говорил по докладу А. Ф. Иоффе, а Именно, что представление о магнитном потоке, как о физической реальности, могло бы нам очень помочь при рассмотрении строения фотона, электрона, позитрона и других элементарных физических реальностей, а также при рассмотрении природы таинственного процесса превращения фотона в пару: позитрон и электрон. С. И. Вавилов является одним из моих противников в отношении натурфилософских установок. Он многое теряет оттого, что игнорирует в своих физических рассуждениях, магнитный поток как одну из основных физических реальностей.
В заключение моего краткого выступления, Сергей Иванович, позвольте мне обратиться к вам, как к моему идейному противнику, опять-таки с этим принципиальным вопросом: могут ли два магнита А и В так взаимодействовать, чтобы при этом в некотором слое, окружающем магнит А, не происходило какого бы то ни было физического процесса?
Из выступления В. Ф. Миткевича по докладу акад. Г. М. Кржижановского о плане работ Академии Наук СССР на 1936 г.
Переходя теперь к программе работ АН по Группе философии, считаю долгом отметить, что с чувством глубокого удовлетворения я нашел здесь следующие указания: «надо продолжить ту критику буржуазных философских теорий в трактовке ведущих проблем физики, химии и биологии, которая была начата классической работой В. И. Ленина в его знаменитом труде «Материализм и эмпириокритицизм».
Не подлежит никакому сомнению, что эти указания совершенно бесспорны. Я бы предложил только заменить слова «надо продолжить» словами «надо усиленно продолжить». Действительно, то, что делалось в стенах АН в этом отношении до сих пор, далеко не соответствовало важности задачи. Я на себе самом это испытал. В течение ряда лет, как известно, я веду упорную борьбу за пересмотр основных физических воззрений, которыми руководствуются ведущие советские физики. По мотивам, которые я старался выявить в ряде своих докладов и выступлений в АН, я позволяю себе утверждать, что наши ведущие физики в подавляющем большинстве случаев придерживаются ошибочных натурфилософских установок. Это не может не тормозить развития физической мысли у нас в Союзе, препятствует ей отрешиться от слепого следования зарубежным натурфилософским течениям и выйти на самостоятельный путь.
В своей долголетней борьбе я чувствовал себя почти совершенно одиноким. Практически, никто из ведущих физиков до сих пор не поддерживал меня в открытых выступлениях.
Насколько трудно бороться за пересмотр господствующих в настоящее время в науке ошибочных установок, — это явствует, например, из того, что в своих заключительных выступлениях и А. Ф. Иоффе, и С. И. Вавилов красноречиво уклонились от ответа на мой вопрос, поставленный им в упор и долженствовавший выявить их принципиальную натурфилософскую установку. Особенно мне непонятно уклонение от ответа со стороны А. Ф. Иоффе. Мне казалось, что мы с ним придерживаемся, в общем, очень близких принципиальных установок и расходимся только во второстепенных деталях. Дело в том, что в своем курсе физики, предназначенном для высшей школы и изданном в последние годы, А. Ф. Иоффе совершенно определенно учит студентов, что объяснения электромагнитных явлений необходимо искать на почве признания существования эфира, заполняющего физическое пространство. Мне казалось, что отсюда один шаг до отрицания действия на расстоянии.
Как бы то ни было, но А. Ф. Иоффе уклонился от ответа на мой вопрос. Вместо него выступал здесь проф. И. Е. Тамм, который, возражая мне, совершенно нелогично сравнивал мой вопрос, опорочивающий точку зрения действия на расстоянии, с вопросом о том, какого цвета меридиан. Воздавая должное остроумию проф. И. Е. Тамма, я вместе с тем считал бы необходимым заметить, однако, что всякая шутка есть вещь обоюдоострая. Условно одобряя сравнение, сделанное проф. И, Е. Таммом, я частично соглашаюсь с ним и охотно допускаю, что сформулированный мною вопрос действительно в некотором отношении можно уподобить вопросу о том, какого цвета меридиан. Но только, я спрашиваю своих идейных противников: какого «цвета» их меридианы? Окраска моего меридиана всем присутствующим в достаточной степени ясна. Я думаю, всем также достаточно ясно, какого цвета меридиан проф. И. Е. Тамма А вот только непонятно, какого цвета меридианы А. Ф. Иоффе и С. И. Вавилова: красного они цвета или зеленого.
Я полагаю, что усиление деятельности Группы философии поможет нам, наконец, это выяснить.
Миткевич В. Ф. Основные физические воззрения, c. 178 – 186