Նյութեր «Ideas and Opinions» գրքից
Ֆիզիկական հետազոտությունների մեծ մասը նվիրված է ֆիզիկայի տարբեր ճյուղերի մշակմանը, որոնցից յուրաքանչյուրում առարկան տվյալ ավելի կամ պակաս սահմանափակ ասպարեզում փորձի տեսական ճանաչումն է և որոնցից յուրաքանչյուրում օրենքներն ու դրույթները մնում են փորձի հետ հնարավորին չափ կապված։ Գիտության այս բաժինն է, որ հեղափոխականացրել է գործնական կյանքը վերջին դարերի ընթացքում և հնարավորություն ընձեռել, որ մարդը վերջապես կարողանա ազատվել ֆիզիկական աշխատանքի բեռից։
Մյուս կողմից, հենց ամենասկզբից միշտ առկա է եղել այս առանձին գիտությունների միավորման տեսական հիմքը գտնելու ջանքը, որը կազմված կլիներ նվազագույն քանակով հասկացություններից և հիմնական առնչություններից և որից տրամաբանական գործողությունների միջոցով կարելի կլիներ դուրս բերել գիտության առանձին բաժիններում եղած առնչությունները։ Սա այն է, ինչը նկատի ունենք ամբողջ ֆիզիկայի հիմքի որոնման տակ։ Վստահ հավատը, որ այս վերջնական նպատակին կարելի է հասնել, այն կրքոտ նվիրվածության հիմնական աղբյուրն է, որն անընդհատ ավյուն է հաղորդել հետազոտողին։ Այս լույսի տակ են արված ֆիզիկայի հիմքերին նվիրված ստորև հետևող դիտարկումները։
Ասվածից պարզ է, որ հիմքն այստեղ չի նշանակում մի բան, որը բոլոր տեսանկյուններից նման է շինության հիմքին։ Տրամաբանական տեսակետից, իհարկե, ֆիզիկայի առանձին կոնկրետ օրենքները հենվում են այդ հիմքի վրա։ Սակայն չնայած շինությունը կարող է լուրջ վնասվել ուժեղ քամուց կամ գարնանային հեղեղներից, նրա հիմքերը մնում են տեղում, մինչդեռ գիտության մեջ տրամաբանական հիմքը միշտ առավել շատ է վտանգվում նոր փորձնական տվյալներից կամ նոր իմացությունից, քան նրա ճյուղային բաժինները, դրանց՝ փորձի հետ ավելի սերտորեն կապված լինելու շնորհիվ։ Առանձին բաժինների հետ կապված լինելու մեջ է հիմքի ամենամեծ արժեքը, սակայն միևնույն ժամանակ նրան սպառնացող ամենամեծ վտանգը՝ նոր գործոնների հայտնվելու դեպքում։ Երբ հասկանանք սա, կսկսենք զարմանալ, թե ինչու ֆիզիկա գիտության հեղափոխական շրջաններն էլ ավելի հաճախ և էլ ավելի լիակատար ձևով չեն փոխել նրա հիմքերը, քան իրականում դա տեղի է ունեցել։
Համասեռ տեսական հիմք գցելու առաջին փորձը եղել է Նյուտոնի աշխատանքը։ Նրա համակարգում ամեն ինչ հանգեցված էր հետևյալ դրույթներին. 1) անփոփոխ զանգվածով նյութական կետեր, 2) հեռավորության վրա նյութական կետերի փոխազդեցություն, 3) նյութական կետերի համար շարժման օրենք։ Խիստ ասած, չկար որևէ համընդգրկուն հիմք, քանի որ բացահայտ օրենքը ձևակերպված էր միայն հեռավորության վրա գործող գրավիտացիայի համար, մինչդեռ ձ թհօհ այլ բնույթի հեռազդեցությունների համար ոչինչ չէր հաստատված, բացի ազդեցության և հակազդեցւթյան հավասարությունից։ Ավելին, Նյուտոնն ինքը լիովին հասկանում էր, որ ժամանակն ու տարածությունը իր համակարգի համար, որպես ֆիզիկորեն արդյունավետ գործոններ, էական տարրեր են, չնայած միայն ըստ իրենց ենթադրյալ իմաստի։
Այս նյուտոնյան հիմքը դուրս եկավ չափազանց արդյունավետ և դիտվում էր ավարտուն մինչև տասիններորդ դարի վերջը։ Այն ոչ միայն արդյունքներ տվեց երկնային մարմինների շարժման համար ընդհուպ մինչև փոքրագույն մանրամասները, այլ նաև մեխանիկայի տեսություն տրամադրեց ընդհատ և անընդհատ զանգվածների համար, պարզ բացատրություն՝ էներգիայի պահպանման սկզբունքի և լիակատար ու հիասքանչ տեսություն՝ ջերմության համար։ Էլեկտրադինամիկական փաստերի բացատրությունը նյուտոնյան համակարգի սահմաններում ավելի շուտ ստիպողական էր, իսկ հենց սկզբից ամենաքիչ համոզիչը լույսի տեսությունն էր։
Զարմանալի չէ, որ Նյուտոնը չէր ուզում լսել լույսի ալիքային տեսության մասին, որովհետև այդպիսի տեսությունը խիստ անհարմար էր իր տեսության հիմքերի համար։ Այն ենթադրությունը, թե տարածությունը լեցուն է նյութական կետերից կազմված միջավայրով, որը լույսի ալիքներ տարածում է առանց ցուցաբերելու այլ մեխանիկական հատկություններ, նրան պետք է թվար բավականաչափ արհեստական։ Լույսի ալիքային բնույթի, տարածման հաստատուն արագության, ինտերֆերենցի, դիֆրակցիայի, բևեռացման վերաբերյալ փորձնական խիստ փաստարկները կ՝ամ հայտնի չէին, կ՝ամ որևէ համակարգման չէին բերված։ Հասկանալի է, թե նա ինչու էր կառչել լույսի իր՝ մասնիկային, տեսությանը։
Տասնիններորդ դարի ընթացքում վիճաբանությունը հանդարտվեց հօգուտ ալիքային տեսության։ Սակայն ֆիզիկայի մեխանիկական հիմքի վերաբերյալ լուրջ կասկած չծագեց առաջին հերթին այն բանի պատճառով, որ ոչ ոք չգիտեր՝ ինչպե՞ս կարելի է որևէ այլ կարգի հիմքեր գտնել։ Միայն դանդաղորեն, փաստերի անդիմադրելի ճնշման տակ, զարգացավ ֆիզիկայի նոր հիմքը՝ դաշտի ֆիզիկան։
Նյուտոնի ժամանակից սկսած հեռազդեցության տեսությունը անընդհատ դիտվում էր որպես արհեստական։ Ջանքերի պակաս չկար զրավիտացիան բացատրելու կինետիկ տեսությամբ, այն է՝ երևակայական նյութական կետերի բախման ուժերի հիման վրա։ Սակայն փորձերն արհեստական էին և արդյունք չտվեցին։ Մեխանիկական հիմքի սահմաններում տարածության խաղացած դերի (կամ իներցիալ համակարգերի) տարօրինակությունը պարզորոշ ընդունվում էր և առանձնապես հստակ կերպով քննադատվում էռնստ Մախի կողմից նույնպես։
Խոշոր փոփոխությունը ներմուծեցին Ֆարադեյը, Մաքսվելը և Հերցը՝ իրականում կիսագիտակցաբար և հակառակ իրենց ցանկության։ Երեքն էլ ողջ կյանքի ընթացքում իրենց համարել են մեխանիկական տեսության կողմնակիցներ։ Հերցը գտել էր էլեկտրամագնիսական դաշտի հավասարումների պարզագույն տեսքը և հայտարարել, որ այդ հավասարումներին հանգեցնող ցանկացած տեսություն մաԽվելյան տեսություն է։ Բայց իր կարճ կյանքի ավարտին նա մի հոդված գրեց, որտեղ որպես ֆիզիկայի հիմք ներկայացրեց մի մեխանիկական տեսություն, որում չկար ուժի գաղափարը։
Մեզ համար, ովքեր Ֆարադեյի գաղափարներն ընդունել են, այսպես ասենք, մոր կաթի հետ, դժվար է գնահատել դրանց մեծությունն ու հանդգնությունը։ Ֆարադեյը պետք է որ անսխալ բնազդով ըմբռնած լիներ էլեկտրամագնիսական երևույթները փոխազդող էլեկտրական մասնիկների միջև հեռազդեցությանը վերագրելու բոլոր փորձերի արհեստական բնույթը։ Ինչպե՝ս կարող էր թղթի կտորի վրա շաղ տրված երկաթի խարտուքի յուրաքանչյուր փշուրն իմանալ մոտակա հաղորդչի ներսում շարժվող էլեկտրական մասնիկների մասին։ Բոլոր այս էլեկտրական մասնիկները միասին, թվում է, շրջակա տարածության մեջ ստեղծում են մի վիճակ, որն իր հերթին որոշակի կարգ է հաստատում խարտվածքի փշուրների մեջ։ Տաածության այս վիճակները, որ դաշտ ենք անվանում, նրանց երկրաչափական կառուցվածքի և փոխկապված ազդեցությունների ճիշտ ըմբռնման դեպքում կարող էին, նրա համոզմամբ, տրամադրել էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության բանալին։ Նա այդ դաշտերն ընկալում էր որպես տարածությունը լցնող միջավայրի մեխանիկական լարվածության վիճակ՝ նման առաձիգ մարմնի ներսում առաջացած լարվածության։ Քանի որ այդ ժամանակ սա, ըստ ամենայնի, տարածության մեջ անընդհատ բաշխված վիճակների միակ ընկալելի եղանակն էր։ Այս դաշտերի մեխանիկական մեկնաբանության առանձնահատուկ բնույթը մնաց ուշադրությունից դուրս, – գիտական խղճի մի տեսակ հանգստացում Ֆարադեյի օրերում մեխանիկական ավանդույթների լույսի տակ։ Դաշտի՝ այս նոր հասկացության օգնությամբ Ֆարադեյին հաջողվեց կազմել իր և իր նախորդների հայտնաբերած էլեկտրամագնիսական երևույթների մի ամբողջ համալիրի որակական հայեցակարգը։ Այս դաշտերի տարածա-ժամանակային օրենքների ճշգրիտ ձևակերպումը Մաքսվելի աշխատանքն է։ Պատկերացրեք նրա զգացումները, երբ իր ձևակերպած դիֆերենցիալ հավասարումներն ապացուցեցին, որ էլեկտրամագնիսական դաշտերը տարածվում են բևեռացված ալիքների տեսքով և լույսի արագությամբ։ Քիչ թվով մարդկանց է աշխարհում այսպիսի զգացում ընծայվել։ Այդ հուզիչ պահին նա հաստատ չէր պատկերացնի, որ լույսի առեղծվածային բնույթը, որ թվում էր լիովին լուծված, կշարունակեր ապշեցնել եկող սերունդներին։ Մինչդեռ ֆիզիկոսներից մի քանի տասնամյակ պահանջվեց ըմբռնելու համար Մաքսվելի հայտնագործության ամբողջ նշանակությունը, այնքան համարձակ էր այն ցատկը, որ նրա հանճարը պահանջում էր իր գործընկերներից կատարել իրենց հայեցակարգի մեջ։ Միայն Մաքսվելի էլեկտրամագնիսական ալիքների գոյության Հերցի փորձնական ապացուցումից հետո դիմադրությունը նոր տեսության հանդեպ կոտրվեց։