Частицы и силы

Частицы и силы

Окружающий нас мир состоит из частиц, связанных между собою силами. Из этих двух понятий — частицы и силы — изначально второе было более привычным, причем раньше всего человек познакомился с силой тяготения. Ее детально описал Исаак Ньютон, который четко сформулировал не только закон всемирного тяготения, но и общие законы механики. Эти законы показывают, как движутся тела под действием сил, например силы тяжести. При этом Ньютон обнаружил нечто весьма удивительное, а именно что сформулированные им законы в равной мере применимы как к очень большим, так й к очень малым телам. Казалось, что действие законов природы не ограничено никакими естественными масштабами. Это обстоятельство отнюдь не самоочевидно: ведь интуитивно мы воспринимаем очень большие и очень малые тела весьма различно. Поэтому во времена Ньютона тот факт, что одни и те же законы описывают движение Земли и других планет вокруг Солнца и движение колесиков часового механизма, воспринимался как откровение. Механика Ньютона, в основе которой лежали законы, не зависящие от пространственных масштабов, быстро завоевала общее признание и достигла значительных успехов. С тех пор считалось само собой разумеющимся, что все законы природы должны быть масштабно независимыми.

 

Успех механики Ньютона привел к еще одному результату: механика — наука о силах и движении — была принята как основа физики в целом и вообще всех естественных наук. Предполагалось, что для объяснения всех явлений природы достаточно лишь указать их «механизм». Поначалу этот принцип пытались применить также и к явлениям электричества и магнетизма. Статическое электричество и магнетизм долгое время воспринимались как весьма странные и таинственные силы природы (хотя практически весьма полезные, — например, компас нашел широкое применение для целей навигации). Затем электромагнетизм стал играть важную роль в нашей жизни. Мы привыкли пользоваться дома электрической энергией, мало задумываясь над ее происхождением. Только энергетический кризис последних лет заставил нас более внимательно отнестись к проблемам ее получения.

 

На первый взгляд электрическая сила — точнее, взаимное отталкивание зарядов одного знака и притяжение зарядов противоположного знака — выглядит? как действие на расстоянии (или дальнодействие). Создается впечатление, что присутствие электрического заряда где-либо в пространстве непосредственно приводит к возникновению силы, действующей на другой заряд, расположенный на каком-то расстоянии от него. Однако такое действие на расстоянии лишь кажущееся. Если мы звоним в старинный ручной звонок у двери, то нам, возможно, кажется, что, дернув за ручку, мы непосредственно приводим в действие колокольчик, находящийся где-то внутри дома. Однако известно, что на самом деле от ручки к звонку идет длинный шнур, – натяжение которого, вызванное прикосновением к ручке, передается от точки к точке вдоль шнура, так что на каждый участок шнура действует лишь соседний участок, примыкающий к нему.

 

Представление о силовых линиях получило дальнейшее развитие в понятиях электрического и магнитного полей, которые пронизывают все пространство. И наконец, Джеймс Клерк Максвелл вывел уравнения, описывающие поведение этих полей. Первоначально считалось, что действие электромагнитного поля передается посредством некой механической среды — «эфира», и сначала Максвелл интерпретировал свои уравнения как описывающие натяжения (или напряжения) в эфире. Причина подобных представлений заключалась в том, что каждое физическое явление пытались (ошибочно) объяснять исключительно на основе механики. Даже Максвелл не сразу и ценой огромных усилий сумел преодолеть этот предрассудок я осознать, что электромагнитное поле само по себе есть одно из основных понятий физики. Законы электромагнетизма нельзя вывести из законов механики. Они не противоречат законам механики, а, напротив, расширяют физические представления.

Рекомендуем почитать!

pochemu-letuchie-myshi-letyat-k-nam-v-okna
Какая-то часть вины есть и у человека в том, что летучие мыши...ДАЛЕЕ .....1107
znachenie-krovososushchikh-dvukrylykh-nasekomykh-gnusa-kak-ektoparazitov-cheloveka-i-zhivotnykh
Словом «гнус» население Дальнего Востока и Сибири образно...ДАЛЕЕ .....1900
iz-chego-sostoit-atmosfera
Состав атмосферы Вокруг нашей Земли есть воздушная...ДАЛЕЕ .....1164
svojstva-poluprovodnikov
Важнейшие свойства полупроводниковых материалов зависят от...ДАЛЕЕ .....670
raspredelenie-oblachnosti
Благодаря облакам земля получает меньше солнечной энергии, но...ДАЛЕЕ .....668
otchego-sharovaya-molniya-imeet-sfericheskuyu-formu
Природа хранит еще много тайн и загадок. Шаровая молния является...ДАЛЕЕ .....1200
Морская болезнь Вы едете в летний лагерь в жаркий день в...ДАЛЕЕ .....965
po-kakoj-prichine-antarktika-kontinent-s-samym-kholodnym-klimatom
Места с самой низкой температурой на нашей планете - это не что...ДАЛЕЕ .....1125
Яндекс.Метрика