Сколько существует физика, столько длится и главный её философский спор: как передаётся взаимодействие? Через пустоту — мгновенно, или через среду — во времени? Две теории, две картины мира: дальнодействие и близкодействие.
Согласно теории близкодействия, любое взаимодействие передаётся через промежуточную среду и с конечной скоростью. Нет действия из ничего в ничто: от тела к телу сила перетекает, как волна по воде, как звук по воздуху.
Согласно теории дальнодействия, взаимодействие передаётся мгновенно через пустоту. Тела действуют друг на друга непосредственно, без посредников, — сама пустота служит проводником божественной воли.
Когда Ньютон открыл закон всемирного тяготения, он не предложил механизма, объясняющего, как планеты чувствуют Солнце. Его закон просто говорил: они его чувствуют, и расстояние обратно квадрату. Великий учёный был осторожен:
— Гипотез не измышляю, — писал он, — а тяготение — факт.
Однако само крушение схемы Аристотеля, требовавшей среды для любого движения, подкрепляло дальнодействие. Если планеты несутся в пустоте, а сила действует сквозь неё — что ж, такова, видимо, воля Бога.
Кулон и Ампер — достойные последователи Ньютона в этом. Открыв свой закон, Кулон полагал, что электрические силы действуют мгновенно через пустоту. Ампер, создав теорию электродинамики, также стоял на позициях дальнодействия. Бог, по их мысли, не нуждается в посредниках между телами.
Но история науки движется по спирали: то, что казалось отброшенным навсегда, возвращается на новом витке.
Аналогия из жизни. Вот дверь. Вы открываете её разными способами:
Во всех случаях есть посредник. Нет действия руки прямо на дверь — есть цепочка: среда → передача → действие. Мир так устроен.
И хотя в XVIII — первой половине XIX века дальнодействие господствовало, победила в итоге теория близкодействия. Но победа эта не была лёгкой. Потребовался гений Майкла Фарадея, который ввёл понятие электрического и магнитного поля, и стройная математика Джеймса Клерка Максвелла, который облёк поле в уравнения.
Ныне мы знаем: заряд создаёт вокруг себя электрическое поле, и именно поле действует на другой заряд. Не заряд на заряд непосредственно — а заряд изменяет состояние пространства, и это изменение, бегущее с конечной скоростью, достигает другого заряда.
Так близкодействие вернулось. Ибо Богу не нужно мгновение — Ему достаточно скорости света.
В чём различие между дальнодействием и близкодействием? Какая из теорий кажется вам более естественной и почему?
Почему открытие Ньютона усилило позиции дальнодействия? Мог ли Ньютон мыслить иначе?
Каких взглядов придерживались Кулон и Ампер? Что определило их позицию?
Приведите примеры из повседневной жизни, когда действие передаётся через среду (цепочку посредников), и примеры, когда кажется, что оно происходит через пустоту.
Почему в итоге победила теория близкодействия? Какую роль сыграли Фарадей и Максвелл?
Как вы понимаете фразу «история науки движется по спирали»? Приведите собственный пример из истории физики.