Введение
Первые упоминания о природных постоянных магнитах, таинственных камнях, притягивающих железо, появились в Китае в глубокой древности. Такие камни называли «сидеритами», «геркулесовыми», «лидийскими», а то и просто «камнями», а позже за ними сохранилось названием «магнит». Римский натуралист Плиний писал, что это название произошло от имени пастуха Магнеса, заметившего, что гвозди его обуви и железный кончик палки в некоторых местах пристают к горе Иде. О магнитах в Европе знали еще в VII веке до н. э. (Фалес Милетский).
Удивительное свойство магнита указывать направления на север было оценено прежде всего мореходами. Появление компаса в Европе относят к XII веку. Впервые этот прибор был описан английским монахом Александро Некэмом (около 1187г.): «Моряки во времена плавания, когда не могут ориентироваться по Солнцу из-за пасмурной погоды или когда мир погружен в темноту ночи и когда они не знают, в каком направлении держать путь, пользуются свободно плавающей стрелкой, один конец которой показывает на север».
Примерно через 80 лет после этого в сочинении П. Перигри-на были описаны все известные ему свойства магнита, предложены сохранившиеся поныне названия полюсов — северный (который указывает направление на север) и южный и введены некоторые усовершенствования компаса.
Новый важный импульс, касающийся компаса, дали плавания Христофора Колумба из Европы в Америку. До этого считалось, что магнитная стрелка указывает точно на север и даже предполагалось, что это вызывается действием Полярной звезды. Но наблюдения за компасом на каравеллах Колумба обнаружили, что направление стрелки компаса неодинаково в разных точках Земли.
Об этом говорят как об изменении склонения, т.е. отклонения направления магнитной стрелки от плоскости меридиана. Заметим попутно, что ее отклонение от горизонтальной плоскости называют наклонением: оно также зависит от места наблюдения: на полюсах (магнитных) стрелка устанавливается вертикально, а на экваторе (также магнитном, т.е. на одинаковом расстоянии от этих полюсов) - горизонтально.
Так, 17 сентября 1492 г. капитан, определив азимут Солнца, обнаружил, что стрелка изменила за 4 дня свое направление на целое деление компаса. Матросы решили, что корабль сбился с пути. Чтобы успокоить взволновавшуюся команду, Колумбу пришлось пойти на обман — он заявил, что курс корабля остался прежним, что не стрелка компаса изменила свое направление, а переместилась Полярная звезда.
Изменения склонений объясняли влиянием материков, которое в разных местах может быть неодинаковым. Что же касается наклонения, то здесь первый важнейший шаг принадлежал Уильяму Гильберту, деятельности которого мы уделим ниже особое внимания.
Попытки объяснить загадочное поведение магнита долго оставались безуспешными. Была и другая загадка, которая тоже касалась действия на расстоянии. Но здесь действие возникало, если кусочки янтаря натирались рукой. Такое взаимодействие стало называться электрическим (от греческого слова «электрон» — янтарь).
Поскольку электрические явления долгое время не находили интересных применений в жизни людей, ими и интересовались значительно меньше, чем магнитными. Но к XVIII веку наметился перелом, а к середине XIX века, в первую очередь, благодаря открытиям Фарадея и Максвелла, стало ясно, что электричество и магнетизм неразрывны. Возникло учение об электромагнетизме.
Учение это стремительно вторглось в технику, став поистине одной из основ произошедшей в ней революции. Но эта революция почти не затронула науку о нашей родной планете, о Земле. По-прежнему оставалась нерешенной проблема земного магнетизма, и хотя уже было установлено наблюдениями, что над Землей имеется не только магнитное, но и электрическое поле, это явление тоже не находило надежного объяснения.
Теория в сочетании с наблюдениями привели, тем временем, к убеждению, что магнитные поля есть не только у Земли, но и у других небесных тел. А электрические? По-видимому, и они. Таким образом, появились проблемы космического электромагнетизма.
Они были сформулированы сравнительно недавно, но уже появились новые идеи и результаты, рассказ о которых может вызвать интерес у широкого круга читателей. Попыткой популярного рассказа об этом и является настоящая книга.
Настоящая книга задумана как популярное изложение материалов, включенных в монографию В. И. Григорьева, Е.В. Григорьевой и B.C. Ростовского «Бароэлектрический эффект и электромагнитные поля планет и звезд», издание которой намечено на 2003 г.
|
