Уважаемый
vovannoviyПолагаю, что лучше всего помогает понять физическое явление обращение к истории его открытия. В 1820 г. Ампер заметил, что проводники, по которым проходит электрический ток, притягиваются, когда токи направлены в одном и том же направлении, и отталкиваются, когда токи идут в противоположных направлениях. Это открытие послужило отправным пунктом теоретических работ, положивших начало электродинамике. Вскоре М. Фарадей (1791-1867) пришел к идее поля, составившей конкуренцию господствующей в то время доктрине дальнодействия.
Фарадей в 1831 г. начал публиковать свои "Экспериментальные исследования по электричеству". Большое впечатление производит глубина переворота, который был совершен Фарадеем в представлениях об электрических и магнитных полях. У Фарадея напряженность поля - это не формальная математическая характеристики, а реальное (физическое) состояние среды, которое измеряется в данной точке пробным зарядом: элементарной массой - в теории тяготения, элементарным зарядом - в электростатике, элементарным магнитом (намагниченной опилкой) - в магнитостатике. Это состояние среды, которое существует в данной точке независимо от присутствия в ней пробного заряда. Пробный заряд - лишь детектор, который по степени воздействия на него поля характеризует его с энергетической точки зрения.
Теория Фарадея представляет собой дифференциальную математическую модель интегральной по существу физической картины. Напряженность поля непрерывно меняющаяся от точки к точке - это непосредственное выражение физического состояния, записанное на языке дифференциальных уравнений. По сути это остенсивное (наглядное) представление, как, скажем, представление о движении воздуха, которого мы не видим, но о существовании которого мы вполне уверены при наблюдении, например, раскачивающихся деревьев.
С идеей реальности поля, обоснованной Фарадеем, связано еще одно важное его открытие - электромагнитная индукция: изменение магнитного поля, создаваемое током в одном витке, вызывает электрический ток в соседнем, отделенном от первого некоторым пространственным промежутком. Значит, сила из количественной меры взаимодействия тел превращается в некоторое изменение состояния среды, заполняющей пространство. Другими словами, картина мира перестает быть картиной пустого пространства, в котором, как в емкости без центра и границ, перемещаются тела, субстанциально отличающиеся от этой пустоты своими динамическими свойствами. При атом в представлении Фарадея атом оказывается точкой пространства, в которой сходятся (или из которой исходят) силовые линии. Но материя (например, атомы или молекулы) не переносится посредством сил: переносится лишь взаимодействие, являющееся энергетической характеристикой. Это, как волновое движение, которое вещество не переносит, но для движения волны необходима материальная среда.
Отсюда становятся понятными и эффекты притяжения и отталкивания. Поскольку поле - это композиция волновых процессов, то при взаимодействии полей вступает в действие принцип суперпозиции, описываемый в векторном или тензорном исчислении операцией
векторного сложения. При этом совпадающие по направлению векторные величины усиливают напряженность поля в данной области, а противоположно направленные, напротив, ослабляют его напряженность. Следовательно, эффекты притяжения или отталкивания - всего лишь стремление взаимодействующих полей к состоянию равновесию (симметрии полевых характеристик), ибо состояние равновесия - это состояние с наименьшей степенью необратимости.
В динамических теориях (например, соударениях твердых тел) принцип суперпозиции не действует и там приходится применять при описании таких взаимодействий правило векторного вычитания, инвариантом для которого выступает "живая энергия" Лейбница
, где
- относительная скорость взаимодействующих тел.