Статьи и речи - Максвелл Дж.К.
Скачать (прямая ссылка):
физики.
Я не буду говорить о фундаментальном вкладе Макс-Еелла в развитие
статистической механики и кинетической теории газов, о чем уже говорил
профессор Планк, особенно в части плодотворного сотрудничества Максвелла
с Больцманом. Я намерен только сделать несколько замечаний о применении
электромагнитной теории к проблеме строения атома, где теория Максвелла
не только была исключительно плодотворна в истолковании явлений, но дала
248
максимум того, что может дать какая бы то ни было тео-рия, а именно
способствовала различным предположениям и управляла развитием за
пределами ее первоначальных рамок.
Я должен, конечно, быть весьма кратким в обсуждении применений идей
Максвелла к атомной теории, что само по себе составляет целую главу
физики. Я только напомню, с каким успехом идея об атомной природе
электричества была включена в теорию Максвелла Лармором и Лоренцем и в
особенности, как с ее помощью были объяснены явления дисперсии, в том
числе замечательные особенности эффекта Зеемана. Я хотел бы также
упомянуть о существенном вкладе в электронную теорию магнетизма,
сделанном профессором Ланжевеном, которого, к великому сожалению, нет
среди нас сегодня. Но больше всего я думаю в этой связи о влиянии,
оказанном идеями Максвелла на сэра Джозефа Томсона в его основоположном
труде по электронному строению материи - начиная с основной идеи об
электромагнитной массе электрона и кончая его знаменитым методом подсчета
электронов в атоме посредством рассеяния рентгеновских лучей, сохранившим
свое значение до настоящего времени.
Развитие атомной теории, как известно, скоро вывело нас за пределы
прямого и последовательного применения теории Максвелла. Однако я должен
подчеркнуть, что именно возможность анализа явлений излучения благодаря
электромагнитной теории света привела к признанию существенно новых
особенностей в законах природы. Фундаментальное открытие кванта действия
Плаиком заставило радикально пересмотреть все паши представления в
естественных пауках. И все же при таком положении теория Максвелла
продолжала оставаться ведущей теорией. Так, соотношение между энергией и
импульсом излучения, которое следует из электромагнитной теории, нашло
применение даже в объяснении комптон-эффекта, для которого идея фотона
Эйнштейна оказалась таким подходящим средством учета заметного отклонения
от классических представлений. Теория Максвелла не перестала
использоваться в качестве направляющего начала и на позднейшей стадии
развития атомной теории. Хотя фундаментальное открытие лордом Резерфордом
атомного ядра, приведшее к замечательному завершению наших представлений
об атоме, ярче всего обнаружило ограниченность обычной ме-
249
ханики и электродинамики, единственным путем развития в этой области
осталось сохранение возможно более тесного контакта с классическими
идеями Ньютона и Максвелла.
На первый взгляд может показаться, что здесь необходимо было какое-то
существенное видоизменение теории Максвелла, и было даже предложено
добавить новые члены к знаменитому уравнению Максвелла для
электромагнитного поля в свободном пространстве. Но теория Максвелла
оказалась слишком последовательной и слишком изящной, чтобы допускать
такого рода модификацию. Может только возникнуть вопрос об обобщении
теории в целом или, скорее, о переводе ее на новый физический язык,
приспособленный для того, чтобы учесть существенную неделимость
элементарных процессов таким образом, чтобы каждая особенность теории
Максвелла нашла соответствующую особенность в новом формализме. За
последние несколько лет эта цель действительно была в значительной
степени достигнута замечательным развитием новой квантовой механики, или
квантовой электродинамики, связанной с именами де Бройля, Гейзенберга,
Шредингера и Дирака.
Когда приходится слышать как физики в наши дни толкуют об электронных
волнах и о фотонах, может показаться, пожалуй, что мы полностью оставили
почву, на которой строили Ньютон и Максвелл. Но мы вое, я думаю,
согласимся, что такие понятия, как бы плодотворны они ни были, не могут
никогда представлять что-либо большее, чем удобное средство выражения
следствий квантовой теории, которые не могут быть представлены обычным
способом. Не следует забывать, что только классические идеи материальных
частиц и электромагнитных воли имеют недвусмысленное поле применения,
между тем как понятия фотона и электронных волн его не имеют. Их
применение существенно ограничивается случаями, в которых, учитывая
существование кванта действия, невозможно рассматривать наблюдаемые
явления, как независимые от приборов применяемых для их наблюдения. Мне
хочется в качестве примера назвать наиболее яркое применение идей
Максвелла, а именно электромагнитные волны в беспроволочной передаче.
Было бы чистым формализмом говорить о том, что эти волны состоят из
фотонов, так как условия, при которых мы управляем передачей и приемом
радио-
250
волн, исключают возможность определения числа фотонов, которое они должны
