378. Если исследовать середину длинного тонкого магнита, то обнаружится, что она не обладает никакими магнитными свойствами; если же в этой точке разломать магнит, окажется, что в каждом куске появляется магнитный полюс в месте разлома, причём этот новый полюс точно равен и противоположен другому полюсу, принадлежащему данному куску. Ни намагничиванием, ни разламыванием магнитов, ни какими-либо другими способами невозможно образовать магнит с неравными полюсами.

Разломив длинный тонкий магнит на несколько коротких кусков, мы получим набор коротких магнитов, каждый из которых имеет полюса почти той же величины, что и полюса первоначального длинного магнита. Само размножение полюсов необязательно связано с образованием энергии, однако следует помнить, что после разламывания магнита необходимо совершить работу по разделению его частей вследствие их притяжения друг к другу.

379. Сложим теперь все куски магнита вместе, как было вначале. В каждой точке соединения будут существовать два одинаковых по мощности полюса противоположного типа, приведённые в соприкосновение друг с другом, так что их совместное действие на любой другой полюс будет равным нулю. Восстановленный таким образом магнит имеет, следовательно, те же свойства, что и первоначальный, а именно: у него существуют равные и противоположные полюса на каждом конце и срединная часть, не проявляющая никакого магнитного действия.

Поскольку в этом случае мы знаем, что длинный магнит составлен из маленьких коротких магнитов, а все явления происходят с ним как с неразломанным, то можно даже до разламывания считать его состоящим из маленьких частиц, каждая из которых имеет два равных и противоположных полюса. Если предположить, что все магниты образованы из таких частиц, то в силу равенства нулю количества магнетизма в каждой частице общее количество магнетизма во всём магните, очевидно, будет тоже равно нулю, или, другими словами, он будет иметь равные по величине полюса противоположного типа.

Теория магнитной «материи»

380. Поскольку законы магнитного и электрического действия по форме идентичны друг другу, то доводы, приводимые при сведении электрических явлений к действию одной «жидкости» или двух «жидкостей», могут быть высказаны также и в пользу существования одного вида магнитной материи или двух видов магнитной материи, будь то жидкость или что-либо иное. В действительности теория магнитной материи, используемая в чисто математическом смысле, не может потерпеть неудачу при объяснении явлений, если для учёта реальных фактов вводить в неё какие-то новые законы, допускающие некоторый произвол.

Один из этих новых законов должен заключаться в том, что магнитные жидкости не могут переходить от одной молекулы или частицы магнита к другой, а процесс намагничивания состоит в разделении двух жидкостей в пределах каждой частицы, что приводит к повышению концентрации одной из жидкостей на одном из концов, а другой - на другом. Эта теория принадлежит Пуассону.

Согласно этой теории, частица намагничивающегося тела уподобляется маленькому изолированному незаряженному проводнику, содержащему, однако (в двухжидкостном варианте теории), сколь угодно большие, точно равные друг другу количества противоположного электричества; под действием на проводник электродвижущей силы происходит разделение этих электричеств и их появление на противоположных концах проводника. Аналогично и намагничивающая сила будет - по этой теории - вызывать разделение двух разновидностей магнетизма, первоначально пребывавших в нейтрализованном состоянии, и их появление на противоположных концах намагниченной частицы.

В некоторых веществах это магнитное состояние, сходное с состоянием наэлектризованности проводника, исчезает при снятии индуцирующей силы; к ним относятся мягкое железо и магнитные вещества, которые не могут быть постоянно намагниченными. Другие вещества, такие, как, например, твёрдая сталь, переходят в магнитное состояние с трудом, однако после перехода сохраняют его даже при удалении индуцирующей силы. Принято говорить, что в последнем случае существует стремящаяся препятствовать изменению намагниченности Коэрцитивная Сила, которую необходимо преодолеть, прежде чем мощность магнита может быть увеличена или уменьшена. В случае электризованных тел это соответствовало бы такому виду электрического сопротивления, которое, в отличие от сопротивления, наблюдаемого в металлах, для электродвижущих сил при значениях ниже некоторого было бы эквивалентно полной изоляции.

Эта теория магнетизма, как и соответствующая теория электричества, слишком просторна для фактов и, чтобы её ограничить, требуется введение каких-то искусственных условий; действительно, она не только не выдвигает никаких соображений, почему одно тело не может отличаться от другого за счёт большего содержания обеих жидкостей, но и не позволяет нам судить, каковы были бы свойства тела при наличии избытка в нём одной из этих магнитных жидкостей. Правда, приводится соображение, почему такое тело не может существовать вообще, но оно привнесено для объяснения этого частного факта лишь после его установления и не вытекает из самой теории.

381. Мы должны поэтому найти какой-то иной способ описания, который не вбирал бы в себя слишком многое, оставляя место для введения новых идей по мере их выявления из новых фактов. Я думаю, мы придём к этому, начав с высказывания о том, что частицы магнита Поляризованы.

Смысл термина «Поляризация»

Если частица какого-то тела обладает некоторыми свойствами, связанными с определённой линией или направлением внутри тела, а тело, сохраняющее эти свойства, поворачивается, обращая это направление на противоположное, то, если эти свойства частицы по отношению к другим телам тоже обращаются, про частицу говорят, что она поляризована относительно этих свойств, а про сами свойства - что они составляют определённый вид поляризации.

Так, мы можем сказать, что вращение тела вокруг оси относится к одному из видов поляризации, потому что, если, не прекращая вращения, повернуть ось так, что её концы поменяются местами, то направление вращения тела относительно пространства изменится на противоположное.

Можно назвать поляризованной и проводящую частицу, через которую протекает ток электричества, так как если бы частица повернулась вокруг себя, а ток относительно её сохранил своё направление, то его направление в пространстве оказалось бы обращённым.

Короче говоря, если любая математическая или физическая величина имеет векторную природу, как было определено в п. 11, то любое тело или частица, к которым относится эта направленная величина или вектор, может быть названа поляризованной ², поскольку она имеет противоположные свойства в двух противоположных направлениях или на двух противоположных полюсах направленной величины.

² Слово Поляризация употреблено здесь в таком значении, которое не согласуется с термином, используемым в Оптике. Там луч света называют поляризованным, если он обладает свойствами, связанными с его боковыми сторонами, и притом такими, которые на взаимно противоположных сторонах одинаковы. Этот вид поляризации относится к другому типу Направленной Величины, которая может быть названа Диполярной, в противоположность величине прежнего типа, которая может быть названа δ-униполярной.

Когда диполярная величина поворачивается, меняя местами свои концы, она остаётся той же, как и до поворота. Натяжение и давление в твёрдых телах, растяжение, сжатие и изгиб, а также большинство оптических, электрических и магнитных свойств кристаллических тел являются диполярными величинами.

Эффект, производимый магнетизмом в прозрачных телах и состоящий в повороте плоскости поляризации падающего света, как и сам магнетизм, относится к униполярным свойствам. Вращательное свойство, отмеченное в п. 303. также является униполярным.

Полюса Земли, например, связаны с её вращением и носят соответственно разные названия.