Широко известно высказывание Владимира Ильича Ленина ‘Электрон так же неисчерпаем, как и атом’. Менее известно, что книга ‘Материализм и эмпириокритицизм’ написана на основе распространенной среди физиков того времени так называемой электромагнитной концепции физики (электромагнитная картина мира, 1895 — 1915), которая благополучно скончалась к началу двадцатых годов двадцатого века. В настоящее время электромагнитная картины мира осталась известна только среди историков науки.
Электромагнитная концепция физики заключалась в воззрении, что мир состоит из континуума (эфира), подчиняющегося законам электромагнетизма. Концентрированные структуры в эфире идентифицировались с электрическими частичками — электронами и ионами (ион в то время обозначал заряженную элементарную частичку, а не ионизированный атом). Цель физиков, как всегда, заключалась в объяснении всех явлений природы, но успехи теории остались достаточно скромными.
К концу девятнадцатого века по многим причинам атомизм вышел из моды. Концепция природы из неизменных атомов, движущихся в пустоте по законам Ньютона, перестала удовлетворять ученых (как пишут это совпало по времени с эпохой декаденства периода fin de siècle). Было два возможных пути избавиться от материи. В Германии стал популярен энергетизм (Георг Хелм и Вильгельм Оствальд): энергия рассматривалась как фундаментальная величина, а все остальные явления объяснялись исходя из энергии. Однако, энергетизм не мог дать объяснения электромагнетизму и поэтому он достаточно быстро ушел со сцены. Другой путь был связан с электромагнитной картиной мира.
Открытие электрона Джозефом Томсоном вызвало дополнительный интерес к электромагнитной концепции физики. Ученым показалось заманчивым объяснить электрон, а затем и всю материю, путем возбуждений электромагнитного эфира. На этом пути было много потенциальных проблем (например, отсутствие экспериментально обнаруженных частиц противоположного заряда), но физики-теоретики были настроены достаточно оптимистично — настоящие ученые не боятся сложных проблем.
В начальном этапе над электромагнитной картине мира участвовали в том числе Вильгельм Вин (Wilhelm Wien), Макс Абрахам (Max Abraham), Вальтер Кауфман (Walter Kaufmann), Карл Шварцшильд (Karl Schwarzschild) и Adolf Bucherer. Интересно отметить, что в 1900 году профессор Вин получил уравнение, которое связывало электромагнитную массу с электромагнитной энергией: 4E = 3mc^2.
Физики опирались на уравнения Максвелла и преобразования Лоренца. Исследовательская программа включала следующие положения:
- Отказ от механических моделей и объяснений в рамках механики.
- Убеждение, что физическая реальность имеет электромагнитную природу.
- Убеждение, что законы механики можно понять в рамках электромагнитной картины мира.
- Объединенная физики на уровне законов и концепций электродинамики.
Следует отметить, что не все физики принимали все утверждения выше и что, как следует ожидать, разные физики выдвигали разные гипотезы, которые находились в противоречии друг с другом. Среди участников обсуждения электромагнитной концепции физики были в том числе Конрад Лоренц, Герман Минковский, Анри Пуанкаре и Поль Ланжевен.
Электромагнитный эфир был базовой частью создаваемых теорий. Не следует путать электромагнитный эфир с механическим эфиром девятнадцатого века, в котором распространялись электромагнитные волны. Электромагнитный эфир подчинялся преобразованию Лоренца и в этом отношении он не мог быть отвергнут экспериментами Майкельсона.
Электромагнитная картина мира, разрабатываемая физиками, также широко использовалась вне физики для обоснования интеллектуалами своих взглядов на мир. В то время как некоторые выступали за «материя как эпифеномен», Владимир Ильич в «Материализм и эмпириокритицизм» подчеркивал, что электромагнитная концепция физики полностью совместима с диалектическим материализмом.
Специальная теория относительности Эйнштейна (1905) противоречила электромагнитной картине мира. Тем не менее, вначале статья Эйнштейна была воспринята многими физиками в ее духе и термин «теория Лоренца-Эйнштейна» был в ходу до двадцатых годов. Поэтому вряд ли можно упрекать Владимира Ильича в том, что он не распознал революционность теории относительности Эйнштейна. Например, Герман Минковский, который в 1907 году переформулировал теорию Эйнштейна в терминах пространство-время, был убежден, что она лежит в рамках электромагнитной картины мира.
В заключение отмечу, что электромагнитная картины мира оказалась также несовместима с квантовой теорией. Это было одной из причин, почему физики постепенно потеряли всякий интерес к попыткам создать картину мира исключительно на основе электродинамики.
Информация
Helge Kragh, Higher Speculations, Grand Theories and Failed Revolutions in Physics and Cosmology, 2011. Chapter 3, Electrodynamics as a World View.
Все, что вы хотели знать о современной физике
J. Illy. Lenin, the Electromagnetic World View and the Theory of Relativity in Revolutionary Changes in Science and Technology at the turn of 19th and 20th Centuries. Acta Historiae Rerum Naturalium necnon Technicarum Praha. 1981;14:39-45.