Так всегда бывает в науке: сначала накапливаются факты, потом возникает потребность их обобщать.

К тому моменту, когда Максвелл задался целью обобщить все, что известно об электричестве и магнетизме, фактов было хоть отбавляй. Наука и практика нашли множество применений рожденному током магнитному полю и знали десятки способов превращения энергии магнитного поля в электрический ток.

На этих двух принципах были построены все измерительные приборы.

Всюду использовались те же явления. Ток рождался магнитным полем, магнитное поле влияло на ток. Тут все обратимо, как в динамо-машине: если пустить ток по обмоткам, машина служит электромотором, если вращать машину другим мотором, она начнет вырабатывать ток. Обратимость эта имеет ту же природу - либо магнитное поле тока заставляет вращаться ротор машины, либо, вращая ротор в поле магнита, мы получаем в обмотках ток.

Меняя магнитное поле вблизи провода, можно создать в проводе ток, а в пространстве, окружающем провод с током, возникают поля. Ток течет по проводу, а в пространстве взаимодействуют электрические и магнитные силы.

Ну, а если провода нет? Если создать электрическое поле в пространстве и заставить его меняться? Что будет тогда?

Джемс Кларк Максвелл впервые поставил этот вопрос, и он же дал на него ответ. И не просто ответ, а стройную законченную систему математических уравнений — теорию электромагнитных полей. Недоставало лишь одного звена в цепи всех известных явлений, связывающих электричество с магнетизмом, и Максвелл ввел в теорию это звено.

Если в пространстве существует переменное электрическое поле, значит оно порождает поле магнитное. Так, будто есть в этом пространстве воображаемый провод, будто течет по этому проводу воображаемый ток. Этот ток Максвелл назвал током смещения в отличие от обычного тока конвекции — движения обладающих зарядом частиц.

Наука не знала такого явления, где бы при отсутствии провода с током взаимодействовали эти поля. Но все известные факты говорили в пользу этой догадки. Тысячи опытов, сотни приборов, основанных на неразрывной связи электрических и магнитных полей, подтверждали это предположение. Правда, в опытах и в приборах неизменно присутствовали провод и ток. Ну что ж, значит, возможности пока ограничены: мы еще просто не научились непосредственно обнаруживать электромагнитное поле, не изучили всех его свойств.

Так решил Джемс Максвелл, и история подтвердила его правоту.

Эта мысль нашла отражение в системе его уравнений, и теория стала удивительно стройной. Все открытые наукой явления стали частными случаями уравнений Максвелла. Словно зеркало, отражали они взаимную связь и обратимость явлений: одно из них говорило о том, как зависит электрическое поле от изменения магнитных потоков; второе показывало, каким образом влияет на магнитное поле изменение действующих в пространстве электрических сил.

Возникнув в том месте, где есть провод с током, электромагнитное поле будет распространяться в пространстве, занимая все больший и больший объем. Можно отделить поле от провода, но нельзя отделить электрические поля от магнитных — они связаны неразрывно в единой электромагнитной волне.

В природе нет дальнодействия. Значит, электромагнитное поле не может мгновенно воздействовать на тело, если тело удалено. Волна приближается постепенно. Из формул Максвелла следовало, что скорость ее движения точно равна скорости света.

Ничего себе «постепенно»! Двигаясь с такой скоростью, волна всего за одну секунду почти восемь раз обежит земной шар!