Одно из величайших открытий в истории учения об электричестве — электромагнитная индукция — было сделано Майклом Фарадеем[430] в результате долголетних экспериментов, которые он производил намеренно с целью найти явление, обратное тому, которое было обнаружено Эрстедом и заключалось в магнитном действии электрического тока или, как формулировал Фарадей в своем дневнике поставленную перед собой задачу, превращении магнетизма в электричество.
Открытием электромагнитной индукции Фарадей заложил основы современной электротехники. Сам он изобрел прототип электромагнитного генератора[431], сделавшего возможным возбуждать электрический ток почти везде, где имеется источник механической энергии и соответствующий электромеханический преобразователь. На принципе преобразования механической энергии в электрическую потом возникла электрификация промышленности, транспорта, сельского хозяйства и все разнообразное применение энергии электрического тока, так широко используемое в наши дни.
Наряду с небывалыми экспериментальными способностями Фарадей вошел в историю науки своими необычайно глубокими естественно-научными представлениями. Они совершили полный переворот во взглядах ученых на электрические явления. Учение Фарадея о магнитных и электрических силовых линиях оказалось исключительно плодотворным. Оно послужило тем основанием, на котором Джеймс Клерк Максвелл[432] математически доказал необходимость образования свободных электрических волн.
Как выяснилось впоследствии, сам Фарадей еще в 1832 году был близок к тому, что восторжествовало в науке лишь более полувека спустя. Сравнительно недавно было опубликовано письмо Фарадея Королевскому обществу[433]. Письмо было сопровождено следующей надписью на конверте: «Новые воззрения, подлежащие в настоящее время хранению в запечатанном конверте в архивах Королевского общества». Текст письма гласит:
«…Некоторые результаты исследований, описанных в двух статьях под заглавием „Экспериментальные работы с электричеством“, недавно прочтенные в Королевском обществе[434], и вопросы, вытекающие из них в связи с другими взглядами и опытами, привели меня к заключению, что на распространение магнитного действия требуется время, т. е. при воздействии одного магнита на другой отдаленный магнит или кусок железа влияющая причина (которую я позволю себе назвать магнетизмом) распространяется от магнитных тел постепенно и для своего распространения требует определенного времени, которое, очевидно, скажется весьма значительным. Я полагаю также, что электрическая индукция распространяется точно таким же образом. Я полагаю, что распространение магнитных сил от магнитного полюса похоже на колебания взволнованной водной поверхности или же на звуковые колебания частиц воздуха, т. е. я намерен приложить теорию колебаний к магнитным явлениям, как это сделано по отношению к звуку и является наиболее вероятным объяснением световых явлений. По аналогии я считаю возможным применить теорию колебаний к распространению электрической индукции. Эти воззрения я хочу проверить экспериментально, но так как мое время занято исполнением служебных обязанностей[435], что может вызвать продление опытов, которые, в свою очередь, могут явиться предметом наблюдения, я хочу, передав это письмо на хранение Королевскому обществу, закрепить открытие за собой определенной датой и таким образом иметь право, в случае экспериментального подтверждения, объявить эту дату датой моего открытия[436]. В настоящее время, насколько мне известно, никто из ученых, кроме меня, не имеет подобных взглядов.
М. Фарадей
Королевский институт, 12 марта 1832 г.».
Воззрения Фарадея на природу электрических явлений изложены в ряде работ[437], опубликованных непосредственно одна задругой. Однако они долго не встречали признания в ученом мире и даже вызывали возражения. В 1846 году по просьбе редактора журнала «Philosophical Magazine» Ричарда Филлипса[438]Фарадей довольно подробно изложил свои взгляды в статье «Мысли о лучевых колебаниях». В этом мемуаре мы читаем: «Точка зрения, которую я имею смелость предложить, рассматривает, таким образом, излучение как колебания высокого порядка в силовых линиях, которые, как известно, соединяют друг с другом частицы и тем самым материальные массы. Эта точка зрения стремится устранить эфир, но не колебания. Тот род колебаний, который, как я полагаю, единственно может объяснить чудесные, разнообразные и прекрасные явления поляризации, не тот, что появляется на поверхности возмущенной воды или в звуковых волнах в газах или жидкостях, ибо в последних случаях колебания бывают прямыми, т. е. по направлению к центру действия или от него, тогда как первые имеют направление вбок. Мне представляется, что равнодействующая двух или более силовых линий находится в благоприятном состоянии для этого движения, которое можно рассматривать как эквивалентное колебанию вбок»[439].
430
431
Свое приспособление Фарадей назвал «новой электрической машиной». См.:
432
436
Фарадей, как известно, ревниво отстаивал свои права на сделанные им открытия. См., например, примечание к первой серии «Экспериментальных исследований по электричеству» (С. 66), где он приводит ряд тщательно собранных им фактов, свидетельствующих о неоспоримости его права на открытие электромагнитной индукции.
438
439