Но исторический кризис оставался впереди.
Уравнения поля Максвелла, сказали мы, позволили охватить события, происходящие во всех точках пространства вблизи и внутри заряженных и намагниченных тел. Но что именно происходит в поле конкретно? Нельзя ли составить привычный механический образ событий в поле?
Попытка или, вернее, целый ряд попыток представить электромагнитное поле как арену механических перемещений каких-то особых («эфирных») частиц были сделаны.
Вводя опять и опять эфир — на сей раз в качестве носителя электромагнитного поля, — старались изобразить его как разновидность вещества обычного типа. Строили модели эфира то наподобие жидкости или газа, то в виде сверхупругого, вязкого тела — нечто вроде смолы или сапожного вара (оставалось только гадать, как ухитряются проходить сквозь такую «смолу» планеты, не испытывая никакого трения!). Линии электрических и магнитных сил выглядели соответственно, как подобия резиновых шнуров или пружин, способные сгибаться и разгибаться, упруго отскакивать и т. д. Шли еще дальше, превращая эфир в настоящий машинный агрегат, состоящий из шестерен и проволок, зубчатых и фрикционных колес. Последнюю и, можно сказать, «отчаянную» такую попытку предпринял сам Максвелл, а затем его ученик Герц. Речь шла, конкретно, о том, чтобы вывести уравнения поля, уравнения Максвелла из законов механики Ньютона. Это окончательно не удалось в конце восьмидесятых — начале девяностых годов. Физические события, происходящие в недрах электромагнитного поля, окончательно разъяснились как события, не имеющие ничего общего с перемещениями каких бы то ни было частиц.
Но механическая физика дала еще один последний бой.
Ареной решающих событий явились опыты со светом.
Одним из важнейших физических открытий XIX столетия было доказательство электромагнитной природы света. Световые волны расшифровались как колебания электрического и магнитного полей, распространяющиеся со скоростью 300 тысяч километров в секунду, присущей всем электромагнитным процессам.
Носителем световых волн на первых порах должен был стать тот же самый эфир, о котором шла речь в опытах с электричеством и магнетизмом. И это означало — если придерживаться идей механической физики, — что для световых колебаний в эфире могут быть воспроизведены все те явления, которые характерны для обыкновенных упругих волн.
Нашу планету окружает воздушная оболочка, изборождаемая как раз такими — звуковыми волнами. Согласно принципу относительности движение планеты не оказывает, разумеется, ни малейшего влияния на ход звуковых волн в атмосфере. Не так ли точно должно обстоять дело и со световым эфиром, если таковой существует вокруг Земли?
Независимо от того, сводятся или нет электрические и магнитные явления к механике, естественно, было ожидать, что принцип относительности распространяется и на эти явления. Что дело обстоит именно так, свидетельствовали уже самые первые, знакомые сегодня каждому школьнику опыты Фарадея над индукцией тока. Известно, что если двигать виток проволоки по отношению к находящемуся вблизи магниту, то в проволоке возникает ток. Но в точности такой же ток появляется и в том случае, если виток оставить в покое, а двигать магнит! Законы индукции зависят, следовательно, от относительного перемещения проводника и магнита и вовсе не зависят от того, какую из этих двух «площадок» считать покоящейся. О справедливости принципа относительности говорила и неудача попыток заметить движение Земли с помощью любых вообще электрических и магнитных опытов. Если бы это было не так, движение Земли можно было бы попытаться обнаружить посредством электрических и магнитных опытов.
Вот идея простейшего из таких опытов. Пусть имеется электрический заряд, сосредоточенный, скажем, на поверхности стеклянного шара. Двигаясь вместе с Землей, неподвижный заряд, казалось бы, тотчас превращается в электрический ток. Ведь ток есть не что иное, как поступательный перенос заряда. А всюду, где текут электрические токи, присутствует магнитное поле, так что действие его на железную стрелку сразу же могло бы быть замечено на опыте.
