После «Структуры научных революций». Томас КунЧитать онлайн книгу.
проволоки. Не раньше 1840-х годов в книгах по электричеству начинают появляться современные изображения электрических ячеек. На них уже можно видеть либо внешнюю цепь, либо указания на ее присутствие[10] (см. рис. 3 и 4).
Рис. 3
Рис. 4
Наконец, электростатическое истолкование электрической батареи ведет к отличному от современного пониманию электрического сопротивления. В тот период существовала электростатическая концепция сопротивления. Для изоляционного материала данного сечения сопротивление измеряли посредством толщины, которая позволяла ему не разрушаться и оставаться изолятором при данном напряжении. Для проводника определенного сечения сопротивление измеряли посредством той его длины, при которой он не расплавлялся, когда через него пропускали ток.
Сопротивление можно измерять таким способом, но результаты измерения несовместимы с законом Ома. Для получения этих результатов нужно представить электрическую батарею в виде гидродинамической модели. Здесь сопротивление становится похоже на трение протекающей воды о стенки трубы. Включение сюда закона Ома потребовало некумулятивного изменения подобного рода, поэтому для многих людей его принятие оказалось очень трудным. Это дает нам стандартный пример важного открытия, которое первоначально отвергалось или игнорировалось.
На этом я заканчиваю рассмотрение второго примера и перехожу к третьему, более современному и несколько более сложному.
До сих пор идут споры об источниках квантовой теории[11]. Главный предмет обсуждения – работа Макса Планка по проблеме черного тела – работа, ход которой можно представить следующим образом. Сначала Планк решил проблему черного тела в 1900 г., используя классический метод, разработанный австрийским физиком Людвигом Больцманом. Через шесть лет в его выводе была обнаружена небольшая, но принципиальная ошибка, затрагивающая один из важнейших элементов этого вывода. Планк исправил решение, но при этом был вынужден радикально отойти от традиции. В конечном счете этот разрыв с традицией привел к перестройке значительной части физики.
Начнем с Больцмана, который представлял себе газ как совокупность множества крохотных молекул, быстро движущихся в замкнутом сосуде и сталкивающихся друг с другом и со стенками сосуда. Из работ других физиков Больцман знал, какова средняя скорость молекул (точнее, каков в среднем квадрат их скорости). Но многие молекулы двигались, конечно, с меньшей, чем средняя, скоростью, а какие-то из них двигались быстрее. Больцман хотел установить, какая часть молекул двигалась с ½ от средней скорости, какая часть – с 4/3 средней скорости и так далее. Ни сам вопрос, ни ответ, который он нашел, не были открытием. Однако Больцман пришел к ответу новым путем, исходя из теории вероятностей, и этот путь имел фундаментальное значение для Планка.
Для нас здесь важен лишь один аспект метода Больцмана. Он
Иллюстрации взяты из книги: A. de la Rive, «Traite d’electricite theorique et appliquee», vol. 2 (Paris: J.B. Bailiere, 1856), pp. 600, 656. Структурно похожие, но схематичные рисунки встречаются в экспериментальных исследованиях Фарадея с начала 1830-х гг. Мой выбор 1840-х годов в качестве периода, когда такие диаграммы стали стандартными, объясняется случайным подбором текстов по теории электричества, имевшихся у меня в руках. Во всяком случае, любое систематическое исследование должно было отметить разницу в английской, французской и немецкой реакциях на химическую теорию электрических батарей.
Более полный вариант с подтверждающими фактами см. в моей работе: «Black-Body Theory and the Quantum Discontinuity», 1984–1912 (Oxford and New York: Clarendon and Oxford University Presses, 1978).