Фейнман - 06. Электродинамика (1055669), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Вы можете тоже сказать: «Профессор, дайте мне, пожалуйста, приближенное описание электромагнитных воли, пусть даже слегка неточное, ио такое, чтобы я смог увидеть их так, как я могу увидеть почти певидимых ангелов. И я видоизменю зту картину до нужной абстракциие. Увы, я не могу этого сделать для вас.
Я просто не знаю как. У моня нет картины этого электромагнитного поля, которая была бы хоть в какой-то степени точной. Я узнал об электромагнитном поле давным-давно, 25 лет тому назад, когда я был яа вашем месте, и у меня на 25 лет больше опыта размышлений об этих колеблющихся волнах. Когда я начинаю описывать магнитное поле, движущееся через пространство, то говорю о полях Е и В, делаю руками волнистые движения и вы можете подумать, что я способен их видеть. А яа самом деле, что я при этом вяжут Вижу какие-то смутные, туманные, волнистые ликии, на иих там и сям надписано Е и В, а у других лииий имеются словно какие-то стрелки, то здесь, то там на них есть стрелки, которые исчезают, едва в пих вглядишься.
Когда я рассказываю о полях, проносящихся сквозь пространство, в моей голове катастрофически перепутываются символы, нужные для описания объектов, и сами объекты. Я не в состоянии дать картину. хотя бы приблизительно похожую иа настоящие волны. Так что, если вы сталкиваетесь с такими же затруднениями при попытках представить поле, не терзайтесь, дело обычное. Наша наука предъявляет воображению немыслимые требования. Степень воображения, которая тепорь требуется в науке, несравненво превосходит го, что требовалось для векоторых прежних идей. Ныяешкие идеи намного труднее вообразить себе. Правда, мы используем для этого множество средств. В ход пускаются математические уравпения и правила, рисуются различные картинки.
Вот сейчас я ясво осознаю, что всегда, когда я завожу речь об электромагнитном поле в пространстве, фактически перед моии взором встает своего рода суперпозиция всех тех диаграмм на эту тему, которые я когда-либо видывал. Я не воображаю себе малепьких пучков линий поля, снующих туда и сюда; опи не нравятся мие потому, что если бы я двигался с иной скоростью, то они бы исчезли. Я ие всегда вижу и электрические, и магнятиые поля, потому что временами мне кажется, что гораздо правильнее была бы картина, включающая векторный и скалярный потенциалы, ибо последние, пожалуй, имеют болыпий физический смысл, чем колебания полей. Быть может, вы считаете, что остается единственная падежда на математическую точку зрения.
Но что такое математическая точка зрения? С математической точки зрепия в каждом месте пространства существует вектор электрического воля и вектор магнитиого поля, т. е. с каждой точкой связаны шесть 133 чисел. Способны ли вы вообразить шесть чисел, связанных с каждой точкой пространства? Это слишком трудно. А можете вы вообразить хотя бы одно число, связанное с каждой точкой пространства? Я лично не могу! Я способен себе представить такую вещь, как температура в каждой точке пространства. Но это, по-видимому, вообще вещь представимая: имеется теплота н холод, меняющиеся от места к месту.
Но, честное слово, я не способен представить себе число в каждой точке. Может быть, поэтому стоит поставить вопрос так: нельзя ли представить электрическое поле в виде чего-то сходного с температурой, скажем, похожего на смещения куска студня? Сначала вообразим себе, что мнр наполнен тонкой студенистой массой, а поля представляют собой какие-то искривления (скажем, растяжения или повороты) этой массы. Вот тогда можно было бы себе мысленно вообразить поле.
А после того, как мы «увидели», на что оно похоже, мы можем отвлечься от студня. Именно это многие и пытались делать довольно долгое время. Максвелл, Ампер, Фарадей и другие пробовали таким способом понять электромагнетизм. (Порой они называли абстрактный студень «эфиром».) Но оказалось, что попытки вообразить электромагнитное поле подобным образом на самом деле препятствуют прогрессу. К сов<алению, наши способности к абстракциям, к применению приборов для обнаружения поля, к использованию математических символов для его описания и т. д. ограниченны.
Однако поля в известном смысле — вещь вполне реальная, нбо, закончив возню с математическими уравнениями (все равно, с иллюстрациями или без, с чертежами или без пих, пытаясь представить поле въяве или не делая таких попыток), мы все же можем создать приборы, которые поймают сигналы с космической ракеты или обнаружат в миллиарде световых лет от нас галактику, и тому подобное, Вопрос о воображении в науке наталкивается зачастую на непонимание у людей других специальностей. Они принимаются испытывать наше воображение следующим способом. Они говорят: «Вот перед вамиизображены несколько людей внекоторой ситуации.
Как вы представляете, что с ними сейчас случится?» Ясли вы ответите: «Не могу себе представить», они могут счесть вас за человека со слабым воображением. Онн проглядят при этом тот факт, что все, что допускается воображать в науке, должно согласовываться со всем прочим, чтб ном известно: что электрические поля и волны, о которых мы говорим, это не просто удачные мысли, которые мы вызываем в себе, если нам этого хочется, а идеи, которые обязаны согласовываться со всеми известными законами физики. Недопустимо всерьез воображать себе то, что очевидным образом противоречит известным законам природы. Так что наш род воображения — весьма трудная игра. Надо иметь достаточно вообра- жения, чтобы думать о чем-то никогда прежде не виденном, никогда прежде не слышанном. В то в<е время приходится, так сказать, надевать на мысли смирительную рубашку, ограничивать их условиями, вытекающими из наших знаний о том, какому пути на самом деле следует природа.
Проблема создания чего:-то, что является совершенно новым и в то <ке время согласуется со всем, что мы видели раньше,— проблема чрезвычайно трудная. Но раз уж зашла об атом речь, я хочу остановиться на том, в состоянии ли мы себе вредставить красоту, которую мы не можем видев<». Это интересный вопрос. Когда мы глядим на радугу, она нам как<ется прекрасной. Каждый, увидав ее, воскликнет: «О радуга!». (Смотрите, как научно я подхожу к вопросу. Я остерегаюсь именовать что-то восхитительным, пока вет экспериментального способа определить это.) Ну, а как мы описывали бы радугу, если бы были слепыми< Л ведь мы слепы, когда измеряем коэффициент отражения инфракрасных лучей от хлористого натрия или когда говорим о частоте волн, пришедших от некоторой невидимой глазу галактики.
Тогда мы чертим график, рисуем диаграмму. К примеру, для радуги подобным графиком была бы зависимость интенсивности излучения от длины волны, измеренная спектрофотометром под всевозможными углами к горизонту. Вообще говори, подобные измерения должны были бы приводить к довольно пологим кривым. И вот в один прекрасный день кто-то обнаружил бы, что ври какой-то определенной погоде, под некоторыми углами к горизонту спектр интенсивности как функция длины волны начал себя вести странно — у него появился пик.
Если бы угол наклона прибора чуть-чуть изменился, максимум пика перешел бы от одной длины волны к другой. И вот через некоторое время в физическом журнале для слепых появилась бы техническая статья под названием «Интенсивность излучения как функция угла при некоторых метеоусловиях». В этой статье был бы график типа, показанного на фиг. 20.5.
«Автор заметил, — говорилось бы, быть может, в статье,— что под ббльшими углами основная часть радиации приходится на длинные волны, а под меньшими максимум излучения смещается к коротким волнам». (Ну, а мы бы сказали, что под углом 40' свет преимущественно зеленый, а под углом 42' — красный.) Но находите ли вы график, приведенный на фиг. 20.5, восхитительным? В нем ведь содержится существенно больше различных деталей, чем мы в состоянии постичь, когда видим радугу: наши глаза не могут схватить доподлинную форму спектра. А вот глазам радуга все же кажется восхитительной. Хватает ли у вас воображения, чтобы в спектральных кривых увидеть всю ту красоту, которую мы видим, смотря на радугу < У меня — нет.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
