Беседа 4. Становление электродинамики. Электродинамика и классическая картина мира.

Познавательные проблемы, давшие основание для позитивистской критики классической картины мира, обнаружились при построении электродинамики после открытия явления электромагнитной индукции. Названное явление тщательно исследовал М. Фарадей, положивший этими исследованиями начало широкому практическому применению электричества. В теоретическом плане М. Фарадей первым поставил вопрос об электромагнитном поле, как посреднике в передаче электромагнитных взаимодействий. Собственно, понятие поле стало тем теоретическим конструктом, с которым связано все последующее развитие электродинамики. Появление этого конструкта породило проблему его соединения с другими конструктами картины мира ньютоновской физики. По этой причине важен теоретико-познавательный (философско-гносеологический) анализ природы этого понятия. Возникновение понятия поля можно пояснить на примере из электростатики через описание кулоновского взаимодействия электрических зарядов. Значение силы взаимодействия зарядов, один из которых помещен в начало координатной системы отсчета и взаимодействует с пробным зарядом, произвольно помещаемым в ту или иную точку координатной системы, описывается законом Кулона. Вектор силы может быть вычислен в любой точке координатной системы. Так возникает описание поля, в котором величина силы, действующей на единичный заряд, получает статус величины напряженности поля. Принципиально важно, что понятие поле имеет сугубо математическое происхождение. Оно не вводит никаких физических представлений о природе электростатического взаимодействия и способе его передачи, но является исключительно математическим приемом феноменологического описания взаимодействия зарядов. Но при использовании этого понятия происходит его офизичивание (онтологизация – на философском языке). Оно проявляется в том, что поле начинается рассматриваться как особая физическая среда, с которой взаимодействует пробный заряд. Электростатическое поле создается зарядом. Но при описании движения заряженных частиц в координатной системе можно об источнике поля «забыть» и описывать их динамику как результат взаимодействия с полем. Практический это означает, что заряженные частицы взаимодействуют с координатной системой, точкам которой приписаны некие значения напряженности поля. От Фарадея исходят первые соображения об электромагнитном поле и о так называемом близкодействии, т.е. передаче взаимодействия от точки к точке. На этом основании возникнет позднее теория поля, математическим средство которой по понятным основаниям становится векторный анализ. Однако в становлении электродинамикиа на первых этапах складывался бесполевый подход к описанию электромагнитных взаимодействий, известный как электродинамика Максвелла-Вебера. Она строилась по образцу ньютоновской механики как взаимодействие элементарных токов и точечных зарядов в пустом пространстве, при описании которого учитывается скорость распространения взаимодействия, известная как скорость света. Это вариант описания взаимодействий не требовал полевых представлений, не требовал представления о какой-либо среде, передающей взаимодействие. Он вполне соответствовал методологическому принципу Ньютона «гипотез не измышляю». В данном случае речь идет о гносеологически эквивалентных случаях построения умозрительных гипотез о неизвестной до сего времени природе тяготения, как и гипотез о точно также неизвестной природе электромагнитных взаимодействий. Полевый подход утвердился усилиями Дж.К. Максвелла, построившего математическую теорию поля, на основе которой позднее создавалась релятивистская электродинамика. Необходимым элементом теории Максвелла было представление о физической среде, передающей взаимодействие.