Реферат Гипотеза эфира история и современность
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Содержание
Введение……………………………………………………………………………………..3
1. Гипотеза эфира: история………………………………………………………………...5
1.1 Древние учения об эфире………………………………………………………………5
1.2 Эфир Декарта и Ньютона………………………………………………………………7
1.3 Развитие теорий эфира в России……………………………………………………….9
1.4 Недостатки гипотез эфира…………………………………………………………….11
2. Гипотеза эфира: современность………………………………………………………..13
2.1 Свойства эфира, обнаруженные в ХХ веке………………………………………….13
2.2 Настоящее и эфир……………………………………………………………………...14
Заключение………………………………………………………………………………...16
Список литературы………………………………………………………………………..18
Введение
Горит звезда, дрожит эфир,
Таится ночь в пролеты арок.
Как не любить весь этот мир,
Невероятный Твой подарок?
(В. Ходасевич)
Что же есть эфир?
Первоначально словом эфир (aether) в греческой мифологии обозначали «божественно чистый свежий воздух», находящийся высоко в небе и доступный для дыхания лишь живущим в нём богам, в отличие от обыкновенного воздуха (aer), которым дышат простые смертные. Древние греки ассоциировали эфир с одноименным божеством, сыном богини ночи Никс и её брата - первобога тьмы Эребуса.
В настоящее время под эфиром понимается гипотетическая всепроникающая среда, колебания которой обнаруживают себя как свет / электромагнитные волны.[1]
Актуальность данной темы, лично для меня, объясняется значительным количеством гипотез и теорий о существовании теорий, каждая из которых объясняет данный факт по-своему, часто с кардинально противоположной точки зрения предыдущей теории.
Целью работы является понять сущность гипотез эфира и рассмотреть все раннее изученные теории его существования.
В основу контрольной работы легли труды известнейших учёных истории и современности, таких как Ньютон и Эйнштейн, Декарт и Аристотель, а также различные научные статьи, позволившие осознать значимость данной темы в истории физики.
Необходимость критического рассмотрения многочисленных существовавших ранее гипотез, моделей и теорий эфира вытекает из того обстоятельства, что, несмотря на правильную исходную предпосылку: взаимодействие между телами должно обусловливаться какой-то промежуточной средой - эфиром, ни одна из теорий эфира не сумела удовлетворительно объяснить совокупность всех известных явлений, с одной стороны, и не позволила предсказать каких-либо новых направлений исследований, с другой. В результате этого в ходе развития физики были отброшены не только эти теории, модели и гипотезы, но также и собственно понятие эфира, как "окончательно себя дискредитировавшее".
После появления специальной теории относительности сам вопрос о существовании эфира был поставлен под сомнение в связи с отсутствием более или менее удовлетворительной теории эфира. Это обстоятельство привело к тому, что дальнейшие углубление и развитие теорий эфира были прекращены.
Однако в 1920 г. в работе "Эфир и теория относительности" Эйнштейн показал, что в пространстве без эфира "не только было бы невозможно распространение света, но не могли бы существовать масштабы и часы, и не было бы никаких пространственно-временных расстояний в физическом смысле слова",[2] но это уже ничего не изменило в вопросе признания эфира как материальной среды.
1.
Гипотеза эфира: история
1.1 Древние учения об эфире
Несмотря на то что ряд исследователей истории эфира и развития физических представлений приписывают введение в естествознание идеи эфира Рене Декарту (1596-1650 гг.), а идеи атомизма - Демокриту (470-380 гг. до н.э.), следует считать, что и понятие эфира как мировой среды, и понятие атомов - элементов веществ были известны задолго до этого и сопровождали практически всю известную ныне историю человеческой цивилизации.
Есть все основания полагать, что идеи эфира были, по крайней мере, в VI-IV вв. до н.э., а вероятнее всего, и значительно ранее распространены достаточно широко. Так, основные древнеиндийские учения - джайнизм, локаята, вайшешика, ньяя и другие, такие религии, как брахманизм и буддизм, изначально содержали в себе учение об эфире (акаша), как о единой, вечной и всепроникающей физической субстанции, которая непосредственно не воспринимается чувствами. Эфир един и вечен. Материя вообще (пудгала) состоит из мельчайших частиц (ану), образующих атомы (параману), обладающих подвижностью (дхармой). Все события происходят в пространстве и во времени.
Пракрити - материя в учении санхья, созданном мудрецом Канадой (Глукой), - ничем не порожденная первопричина всех вещей. Она вечна и вездесуща. Это самая тонкая, таинственная и огромная сила, периодически создающая и разрушающая миры. Ее элементы (гуны) просты, неделимы и вечны.
Джайнисты считают, что их уяение было передано им 24 учителями. Последний, Вардхамана жил в VI в. до н.э. " его предшественник Паршванатха - в IX в. до н.э., остальные - в доисторические времена.
В древнекитайком даосизме (IV в. до н.э.) в каноне "Дао да цзин" и трактатах "Чжуан-цзы" и "Лао-цзы" указывается, что все в мире состоит из частиц грубых ("цу") и тончайших ("цзин"). Они образуют единый "ци" - эфир, изначальный, единый для всех вещей. "Единый эфир пронизывает всю Вселенную". Он состоит из "инь" (материальное) и "ян" (огонь, энергия). "Нет ни одной вещи, не связанной с другой, и всюду проявляются инь и ян".
В древней Японии философы полагали, что пространство заполнено мукёку - беспредельной универсальной сверхестественной силой, лишенной качеств и форм, недоступной восприятию человеком. Мистический абсолют такёку является природой идеального первоначала "ри", связанного с материальным началом "ки". "Ри" - энергия, которая вечно связана с "ки" - материей и без него не существует.
Есть все основания предположить, что все мировые религии - буддизм, христианство, конфуцианство, синтоизм, индуизм, иудаизм и др. - в том или ином виде на ранней стадии заимствовали материалистические идеи древней эфиродинамики, а на более поздней стадии развития выхолостили учение, отказавшись от материализма в пользу мистицизма в угоду пришедшим к власти господствующим классам. В Древней Греции это произошло, вероятнее всего, после революции VII-VI вв. до н.э., положившей конец родовому строю и приведшей к победе рабовладельчества.
Однако передовые мыслители пытались сохранить древние материалистические знания. Фалесом Милетским (625-547 гг. до н.э.) - древнегреческим философом, родоначальником античной и вообще европейской философии и науки, основателем милетской философской школы - был поставлен вопрос о необходимости сведения всего многообразия явлений и вещей к единой основе (первостихии или первоначалу), которой он считал жидкость ("влажную природу").
Анаксимандром (610-546 гг. до н.э.), учеником Фалеев, было введено в философию понятие первоначала - "апейрона" - единой вечной неопределенной материи, порождающей бесконечное многообразие сущего.
Анаксимен (585-525 гг. до н.э.), ученик Анаксимандра, этим первоначалом считал газ ("воздух"), путем сгущения и разрежения которого возникают все вещи.
Развитие идей "первоначала" было произведено Левкиппом (V в. до н.э.), выдвинувшим идею пустоты, разделяющей все сущее на множество элементов, свойства которых зависят от их величины, формы, движения, и далее - учеником Левкиппа Демокритом, являющимся основоположником атомизма.
По ряду свидетельств Демокрит вначале обучался у халдеев и магов, присланных в дом его отца для обучения детей, а затем в стране Мидии при посещении магов. Сам Демокрит не приписывал себе авторства атомизма, упоминая, что атомизм заимствован им у мидян, в частности у магов - жреческой касты (племени, по свидетельству Геродота), одного из шести племен, населявших Мидию (северо-западные области Иранского нагорья).
Господствовавшая идея магов (могучих) - внутреннее величие и могущество, сила мудрости и знание. По ряду свидетельств маги заимствовали свои знания у халдеев, которых считали основателями звездочетства и астрономии. Халдеи, которым в древней Греции и древнем Риме придавалось большое значение, являлись жрецами-гадателями, а также натуралистами, математиками, теософами. Маги основали учение (магию), позволявшее на основе знания тайн природы производить необычайные явления. В дальнейшем это учение, к сожалению, было дискредитировано многочисленными псевдомагами - шарлатанами.
Наиболее подробно атомизм древности отражен именно в работах Демокрита, чему посвящено много литературных исследований. Следует, однако, заметить, что некоторые положения атомизма Демокрита остались непонятыми до настоящего времени практически всеми исследователями его творчества. Речь прежде всего идет о соотношениях атомов и частей атомов (амеров).
Демокрит указывал, что атомы - элементы вещества - неделимы физически, не разрезаемы в силу плотности и отсутствия в них пустоты. Атомы наделены многими свойствами тел видимого мира: изогнутостью, крючковатостью, пирамидальностью и т.п. В своем бесконечном многообразии по форме, по величине и порядку атомы образуют все содержимое реального мира. Однако в основе этих различающихся по величине и форме атомов лежат амеры - истинно неделимые, лишенные частей.
Идея о двух видах атомов была упомянута и последующими исследователями, например Эпикуром (342-271 гг. до н.э.).
Амеры (по Демокриту) или "элементы" (по Эпикуру), являясь частями атомов, обладают свойствами, совершенно отличными от свойств атомов. Например, если атомам присуща тяжесть, то амеры полностью лишены этого свойства.
Полное непонимание на протяжении многих веков этого кажущегося противоречия привело к существенному искажению толкования учения Демокрита. Уже Александр Афродийский упрекает Левкиппа и Демокрита в том, что не имеющие частей неделимые, постигаемые умом в атомах и являющиеся их частями, невесомы. Это непонимание продолжается и в настоящее время. Так, С.Я. Лурье упоминает об амеpax как о математических величинах. М.Д. Ахундов продолжает истолковывать амеры как абстрактное математическое понятие.
Упомянутое кажущееся противоречие имеет в своей основе представление о том, что вес (тяжесть, гравитация) есть врожденное свойство любой материи. Между тем гравитация может быть объяснена как результат движения и взаимодействия (соударений) амеров. Тогда атом как совокупность амеров, окруженный амерами же, может испытывать притяжение со стороны других атомов благодаря импульсам энергии, передаваемым амерами по-разному в зависимости от того с какой стороны от атома находятся другие атомы, что и создает эффект взаимного притяжения атомов. Амеры же, являясь носителями кинетической энергии, никакой тяжестью обладать на будут. Следовательно, если полагать гравитацию следствием проявления движения совокупности амеров, а не врожденным свойством материи (явлением, свойственным комплексу и не принадлежащим его частям), то противоречие легко разрешается. Вся же совокупность амеров, перемещающихся в пустоте, является общей мировой средой, апейроном, по выражению Анаксимандра, в позднейшем наименовании по-русски - эфиром.
Таким образом, эфир имеет достаточно древнюю историю, восходя к самым началам известной истории культурного человечества.
1.2 Эфир Декарта и Ньютона
По Рене Декарту (1596-1650 гг.) свет распространяется в эфире, а эфир, в свою очередь, состоит из вихревых частиц [3].
Согласно Декарту весь мир состоит из материи, которая заполняет все пространство. Области материи, которые движутся определенным образом, составляют молекулы материальных тел. Области материи, которые движутся очень быстро, составляют эфир. В нем распространяется свет и осуществляется магнитное и электрическое взаимодействие. Декарт вводил быстро движущиеся и постоянно изменяющиеся области материи для объяснения пламени.
По Декарту, свет - это вибрации эфира, которые вызывают вибрации органов чувств у животных, что приводит к передаче сигналов от органов чувств по нервным путям в головной мозг.
Декарт полагал, что эфир состоит из частиц эфира, которые притягиваются друг к другу, причем эти частицы имеют спиральную форму. Декарт утверждал, что Земля - это магнит, из одного полюса которого вытекают струйки эфира и втекают в другой полюс. Распределение металлических осколков вдоль силовых линий он объяснял тем, что струйки эфира воздействуют на осколки [4]. В некоторых своих работах Декарт пытается конструировать механические модели физических явлений, иногда противоречивые.
Ньютон (1643-1727 гг.) несколько раз менял свою точку зрения относительно структуры эфира, а также о самом факте его существования. Однако в конце концов Ньютон высказался достаточно определенно и в своих последних работах взгляды на эфир совершенствовал, развивал, но не менял кардинально. Ньютон считал возможным "вывести из начал механики и все остальные явления природы", полагая, что "все эти явления обусловливаются и некоторыми силами, с которыми частицы тел вследствие причин, покуда неизвестных, или стремятся друг к другу и сцепляются в правильные фигуры, или же взаимно отталкиваются и удаляются друг от друга". В работе "Оптика или трактат об отражениях, преломлениях, изгибаниях и цветах света" Ньютон развивает, в частности, мысль о возможности превращения света в вещество и обратно.
В 1717 г. на 75-м году жизни во втором английском издании "Оптики" Ньютон в форме вопросов и ответов излагает свою точку зрения относительно эфира. Так, градиент плотности эфира при переходе от тела в пространство применяется для объяснения тяготения, при этом эфир подразумевается состоящим из отдельных частиц. "Такое возрастание плотности, - пишет Ньютон, - на больших расстояниях может быть чрезвычайно медленным; однако если упругая сила этой среды чрезвычайно велика, то этого возрастания может быть достаточно для того, чтобы устремлять тела от более плотных частей среды к более разреженным со всей той силой, которую мы называем тяготением".
Ньютон вновь ставит вопрос об атомистическом строении эфира: "Если кто-нибудь предположит, что эфир (подобно нашему воздуху), может быть, содержит частицы, которые стремятся отталкиваться одна от другой (я не знаю, что такое этот эфир), что его частицы крайне малы сравнительно с частицами воздуха и даже света, то чрезвычайная малость этих частиц может способствовать величине силы, благодаря которой частицы отталкиваются друг от друга, делая среду необычайно разреженной и упругой в сравнении с воздухом и, следовательно, в ничтожной степени способной к сопротивлению движениям брошенных тел и чрезвычайно способной вследствие стремления к расширению давить на большие тела".
Таким образом, Ньютон сам указал возможность обойти затруднение, возникающее вследствие сопротивления эфира движению небесных тел.
"Если этот эфир предположить в 700 000 раз более упругим, чем наш воздух, и более чем в 700 000 раз разреженным, то сопротивление его будет в 600 000 000 раз меньшим, чем у воды. Столь мало сопротивление едва ли произведет заметное изменение движений планет за десять тысяч лет".
В этой же работе Ньютон спрашивает, не является ли зрение результатом колебаний эфира в сетчатке и нервах.
1.3 Развитие теорий эфира в России
Ряд теорий эфира был создан в России, к примеру, М.В. Ломоносов (1711-1765 гг.) отвергал все специфические виды материи - теплоту, свет, признавал лишь эфир, с помощью которого он, в частности, объяснял и тяготение как результат подталкивания планет частицами за счет разности давлений. Эта идея Ломоносова была высказана раньше, чем аналогичная идея Лесажа почти на сорок лет.
И.О. Ярковским была предложена в семидесятых годах XIX столетия теория газоподобного эфира. Элементы эфира обладали врожденным свойством - при соударении взаимно тормозить друг друга, при устранении препятствия продолжать свое движение так же, как это было до остановки. Природа такого поведения частиц эфира Ярковским не рассматривалась. Опираясь на представление об эфире как о газоподобной среде, Ярковский рассмотрел некоторые физические явления, в частности сделал попытку создать модель тяготения. В двадцатые годы XX столетия модель газоподобного эфира была рассмотрена П.А. Петровским, однако только на уровне качественной модели некоторых отдельных явлений, главным образом тяготения.
В более поздние времена, когда теория относительности была уже широко известна, некоторые советские и зарубежные ученые отстаивали механическую теорию эфира, становясь при этом на точку зрения вихревой модели. Среди этих работ необходимо отметить работы К.Э. Циолковского, З.А. Цейтлина, носящие преимущественно обзорный характер, работу Уайтеккера, работы Н.П. Кастерина и В.Ф. Миткевича и др.
В работе Кастерина просматривается глубокая аналогия между вихревыми движениями воздушных потоков и электромагнитными явлениями, указывается на недостаточность представлений математических видов Эйлера относительно вихревых движений, поскольку выводы Эйлера исходили из представлений о сплошной среде, в то время как газ состоит из отдельных частиц и не является сплошным. Кастериным проведено уточнение как уравнений аэродинамики преимущественно применительно к вихревым движениям, так и уравнений электромагнитного поля, а также показана их глубокая аналогия.
В работах академика Миткевича "Работы В. Томсона" (1930 г.), "Основные воззрения современной физики" (1933 г.), "Основные физические воззрения" (1934 г.), и других не только отстаивается необходимость признания факта существования эфира, но и предлагается модель, в которую фактически заложены идеи Дж. Дж. Томсона, о чем Миткевич прямо говорит.
Миткевич отстаивал механическую точку зрения на эфир. В одной из своих работ он рассматривал "кольцевой электрон, который можно вычислить как элементарный магнитный вихрь, движущийся по жесткой орбите и вмещающийся в объем, нормально приписываемый электрону". Переносчиком энергии Миткевич считал "замкнутую магнитную линию, оторвавшуюся от источника и сокращающуюся по мере отдачи энергии", и указывал на подобие магнитного потока вихрям Гельмгольца. Все же главным в работах Миткевича являлась не эта модель, достаточно несовершенная, а убеждение в существовании в природе эфира.
В работе "Основные физические воззрения" Миткевич пишет: "Абсолютно пустое пространство, лишенное всякого физического содержания, не может служить ареной распространения каких бы то ни было волн. ... Признание эфира, в котором могут иметь место механические движения, т.е. пространственные перемещения элементарных объемов этой первоматерии, непрерывно заполняющей все наше трехмерное пространство, само по себе не является признаком механистической точки зрения. ... Необходимо, наконец, вполне определенно реабилитировать "механическое движение", надлежащим образом модернизировав, конечно, содержание этого термина, и раскрепостить физическую мысль, признав за ней законное право оперировать пространственными перемещениями соответствующих физических реальностей во всех случаях, когда мы стремимся познать конечную структуру того или иного физического процесса. ... Борьба с ошибочной научно-философской установкой, которая именуется механистической точкой зрения, не должна быть подменена в современной физике совершенно необоснованным гонением на законные попытки рассмотрения тех механических движений, которые, несомненно, составляют основу структуры всякого физического процесса, хотя никоим образом сами по себе не исчерпывают его сущности. Следует, наконец, перестать отождествлять термины "механический" и "механистический", как это, к сожалению, нередко имеет место в современной научно-философской и физической литературе".
Няряду с разработками гипотез и моделей эфира развивалась точка зрения об отсутствии эфира как такового в природе.
В 1910 г в работе "Принцип относительности и его следствия" Эйнштейн писал что, "нельзя создать удовлетворительную теорию, не отказавшись от существования некой среды, заполняющей все пространство". Позже в работах "Эфир и теория oтнocитeльнocти" (1920 г.) и "Об эфире" (1924 г.) Эйнштейн изменил свою точку зрения относительно существования эфира, однако это обстоятельство известно и не повлияло на отношение к эфиру со стороны большинства физиков-теоретиков.
Академик Я.И. Френкель в некоторых работах категорически отрицал существование мирового эфира, сравнивая поиск свойств эфира с "богоискательством и богостроительством", и отстаивал принцип дальнодействия.
В настоящее время идеи, связанные с "действием на расстоянии", продолжают развиваться, однако наряду с этим во многих работах все чаще используется представление о "физическом вакууме", "вакуумной жидкости" и т. п." что фактически восстанавливает представление о мировой среде под другим названием. Обнаружен ряд вакуумных эффектов - нулевой уровень энергии полей, виртуальные состояния частиц, поляризация вакуума и т.п., что заставляет отказаться от представления о вакууме как о пустоте и вновь поставить вопрос о его структуре.
1.4. Недостатки гипотез эфира
Несмотря на обилие и разнообразие различных гипотез, моделей и теорий эфира, их авторам не удалось создать сколько-нибудь законченную и непротиворечивую картину мира, охватывающую хотя бы основные формы вещества и виды взаимодействий. Всем этим гипотезам, моделям и теориям свойственны те или иные принципиальные недостатки, не позволяющие им развиваться в должной мере.
· Все гипотезы, модели и теории эфира, начиная от самых первых и кончая последними, рассматривали определенный узкий круг явления, не затрагивая остальных. Модели Декарта и Ньютона, естественно, никак не могли учесть электромагнитных явлений, тем более внутриатомных взаимодействий. В работах Фарадея, Максвелла [9], Лоренца, Герца и других исследователей не учитывалась гравитация и не рассматривались вопросы строения вещества. В своих работах Стокс и Френель пытались объяснить фактически лишь явления аберрации. В механических моделях Навье, Мак-Куллаха и далее В. Томсона и Дж. Томсона рассматривался главным образом круг электромагнитных явлений, правда, В. Томсон и Дж. Томсон пытались все же в какой-то степени проникнуть в суть строения вещества. Таким образом, ни одна теория эфира не пыталась дать ответ, по существу, и на основные вопросы строения вещества, и на основные виды взаимодействий, тем самым оторвав их друг от друга.
· Следующим недостатком многих теорий, кроме последних - В. Томсона и Дж. Томсона, является отрыв материи вещества атомов и частиц от материи эфира. Эфир выступает как самостоятельная субстанция, совершенно непонятным образом воспринимающая энергию от частиц вещества и передающая энергию частицам вещества. В работах Френеля и Лоренца фактически три независимые субстанции: вещество, не зависящее от эфира; эфир, свободно проникающий сквозь вещество, и свет, непонятным образом создаваемый веществом, передаваемый веществом эфиру и вновь воспринимаемый веществом совершенно без какого бы то ни было раскрытия механизма всех этих передач и превращений. Хотя авторами перечисленных выше гипотез, моделей и теорий сам факт существования среды - переносчика энергии взаимодействий и основы строения вещества утверждался правильно, перечисленные недостатки сделали практически невозможным использование этих теорий и их развитие в рамках исходных предпосылок.
· Большинством авторов эфир рассматривался как идеальная жидкость или идеально твердое тело. Такая метафизическая идеализация свойств эфира, допустимая для одних физических условий или явлений, распространялась автоматически на все мыслимые физические условия и явления, что неминуемо вело к противоречиям.
Хотя авторами перечисленных выше гипотез, моделей и теорий сам факт существования среды — переносчика энергии взаимодействий и основы строения вещества утверждался правильно, перечисленные недостатки сделали практически невозможным использование этих теорий и их развитие в рамках исходных предпосылок.
2.
Гипотеза эфира: современность
2.1.
Свойства эфира, обнаруженные в ХХ веке
Инерция эфира. Допустим, что эфир подвижен. Можно предположить, что он обладает инерцией как материальные тела. Тогда свет при движении порождал бы вихри в эфире и скорость в этих вихрях была бы недопустимо большой при плотности эфира 10-22 (по расчетам плотность эфира превышает 410-22. Расчет основывается на равенстве полной энергии, которая складывается из кинетической и потенциальной энергий эфира. Эта энергия приравнивается яркости эфира.). Можно предположить, что эфир неподвижен и не движется при движении тел. Но тогда мы приходим к противоречию с третьим законом Ньютона. Действительно, рассмотрим пластину, одна поверхность у которой зеркальная, а другая черная. Так как черная сторона излучает больше, то пластина пришла бы в движение. Но этого не может быть, поскольку изолированная система не может двигаться за счет внутренней энергии. Здесь предполагается, что третий закон Ньютона применим к эфиру. Но это может быть не так. Если удастся доказать неподвижность эфира, то нужно будет искать новый, более общий закон, который сводится к третьему закону Ньютона при переходе от эфира к материальным телам [4].
Подвижность эфира. Можно отойти от оптических свойств эфира и рассмотреть электромагнитные свойства. Известно, что при движении магнита относительно проводника в последнем возникает электрический ток. Можно предположить, что при движении эфира изменяется электромагнитное поле. В опыте Фарадея катушка падала вертикально вниз и в ней не возникал электрический ток. В опыте де Кудра через две катушки пропускался электрический ток и возникала магнитная сила отталкивания. Она компенсировалась третьей катушкой. Эта система не расстраивалась в зависимости от направления к направлению движения Земли. Эти опыты ничего не говорят в пользу движения эфира, но и ничего не говорят в пользу его неподвижности [4].
Стокс утверждал, что тела увлекают за собой эфир, но не указывал причину этого. При помощи этого он объяснял абберацию звезд, открытую в 1728 г Брадлеем.
По Лоренцу - эфир неподвижен. Абберацию света он объяснял искажением размеров прибора при движении. Но если предположить, что эфир неподвижен, то тогда молекулы тел не будут влиять на эфир при движении. Следовательно, и эфир не может влиять на вещество, но это противоречит основным представлениям об эфире.
Ритц также полагал, что эфир неподвижен. В его модели скорость света складывается со скоростью источника. Если бы это было так, то в двойных звездах звезда, движущаяся по направлению к нам двигалась бы в обратном направлении. В эксперименте Де-Ситтера обратного движения зафиксировано не было.
Френель (1788-1828 гг.) для объяснения абберации звезд ввел коэффициент увлечения эфира, который зависел от коэффициента преломления среды [7].
Френель утверждал, что, если свет проходит через среду, которая движется в противоположном распространению света направлении, то это повлияет на распространение света. Это согласуется с эффектом Допплера, согласно которому происходит изменение частоты света или звука при движении. Френель объяснял это явление наличием эфирного ветра [6].
Миллеру удалось зафиксировать эфирный ветер. На высоте 250 м его скорость была 3 км/с, а на высоте 1860 м - около 10 км/с.
В опыте Майкельсона скорость эфира была равна 6 км/с на высоте 1860 м [7].
Гравитационное свойство эфира. Существует гипотеза о том, что гравитационное притяжение двух тел происходит через эфир. Томсон рассматривает гравитационное притяжение подобно электрическому притяжению двух заряженных частиц. Притяжение заряженных частиц происходит посредством электромагнитных волн в эфире. Он утверждал, что гравитационное притяжение осуществляется посредством гравитационных волн в эфире.
По Томсону, тела притягивают молекулы эфира, а электроны - это молекулы эфира с измененными свойствами.
Ж. Л. Лесаж утверждал, что эфир - газоподобное вещество. По его мнению, гравитационное притяжение возникает из-за разности давлений со стороны эфира, обусловленной поглощением эфира телом.
Ломоносов также считал, что гравитация возникает из-за разности давлений в эфире, но он высказал эту идею раньше Лесажа почти на сорок лет [7].
Г. Юнг и О. Френель считали, что эфир частично увлекается телами, а упругость эфира при этом не меняется [8].
Оптические свойства эфира. Если рассматривать оптические свойства эфира, то можно выделить следующие случаи:
Источник, приемник и среда движутся с одинаковыми скоростями.
Источник, приемник и среда движутся с разными скоростями. Эта ситуация в свою очередь разделяется на две:
а) Источник и приемник движутся с одинаковыми скоростями, а среда движется с другой скоростью.
б) Источник движется с одной скоростью, а приемник и среда движутся с другими скоростями.
Вихревое свойство эфира. Дж. Дж. Томсон на основе вихревого эфира вывел закон Е=mc2 задолго до Эйнштейна.
Кастерин рассматривал процессы в эфире наподобие процессам в газе. У него эфир подчиняется уравнениям аэродинамики. Он уточнил законы вихревого движения в газах и применил их к процессам в эфире [7]
2.2. Настоящее и эфир
В конце двадцатого века была разработана теория физического вакуума. В ней эфир был заменен на физический вакуум. Одним из выводов этой теории является то, что в результате столкновения частицы с античастицей рождаются два гамма-кванта. Предполагалось, что физический вакуум способен рождать частицы.
При помощи квантовой электродинамики было установлено, что квантовый магнетон Бора увеличивается за счет влияния физического вакуума. Но в ней постулируется существование физического вакуума и неизвестны его свойства. [10]
В конце 50-х годов была вычислена плотность эфира. Она составила 1039 частиц в 1 см3.
Недавно было установлено, что мы еще очень мало знаем о физическом вакууме. Некоторые свойства эфира были просто «угаданы». Например, Эйнштейн угадал, что скорость света постоянна в вакууме. Это утверждение является постулатом.
Многие свойства были угаданы Бором, Шредингером, Борном, де-Брольем, Дираком, Фоком, Паули и другими физиками.
Эйнштейн старался создать единую теорию поля, в которой пространство, время и материя подчиняются общим законам. Он потратил на создание этой теории 40 лет, но не смог получить желаемых результатов. Это можно объяснить тем, что он много чего не учитывал. Например, он полагал, что пространство пустое и не учитывал квантовые свойства микромира.
На данный момент многое не удается объяснить. Например, почему массы частиц дискретны, почему частицы обладают одинаковым зарядом [3]. Возможно, что если удастся узнать свойства эфира, то мы получим ответы на эти вопросы.
В настоящее время разрабатываются две модели эфира: модель квазижидкостного (газоподобного) эфира и модель квазитвердого эфира. В работах K. P. Sinha, C. Sivaram и E. C. G. Sudarshan эфир представляется сверхпроводящей жидкостью, состоящей из пар фермион-антифермион (например, электрон-позитрон, нейтрино-антинейтрино). В этой среде существуют бозоны, которые участвуют в электронном и гравитационном взаимодействиях [5].
Заключение
И райский свет, и воздух, и эфир,
И текстов Неба ангельские строчки
Оберегают наш с тобою мир
Подобием овальной оболочки.
(Л. Никонова)
Как мы смогли выяснить, концепция эфира сопровождает развитие естествознания от древнейших времен до настоящего времени. Разработанные различными авторами картины мира и различные физические теории до начала XX столетия правильно предполагали существование в природе мировой среды - эфира, являющегося основой строения вещества и носителем энергии полей и взаимодействий.
Неудачи многочисленных авторов гипотез эфира были предопределены методическим подходом этих авторов к проблеме эфира. В соответствии с этим подходом свойства эфира не выводились из результатов обобщения наблюдений реальной действительности, а постулировались и идеализировались.
Укоренившийся в XX столетии феноменологический подход к физическим явлениям, связанный, в частности, с внедрением в теоретическую физику теории относительности и квантовой механики, привел к отказу от концепции эфира и, как следствие, к игнорированию внутренних механизмов явлений, к пренебрежению внутренними движениями материи. Физические явления стали объясняться как результат пространственно-временных искажений, при этом отдельные свойства электромагнитных взаимодействий, в частности квантованность электромагнитной энергии, скорость света, искусственно и неоправданно были распространены на все без исключения физические взаимодействия, включая ядерные и гравитационные. Такой подход положил предел в познавательных возможностях человеком природы.
Современная теоретическая физика вынуждена косвенно вводить понятие мировой среды под названиями "физический вакуум", "поле" и т.п., избегая названия "эфир", как, якобы, дискредитировавшее себя, проявляя тем самым непоследовательность своей философской основы.
Совпадение полученных экспериментальных результатов с расчетными по формулам теории относительности и квантовой механики не означает справедливость указанных теорий, тем более их философской основы, так как подобные же численные результаты могут быть получены на совершенно иных основах, например на основе зависимостей газовой механики, вытекающих из представлений о существовании в природе эфира, обладающей свойствами обычного реального газа.
Эксперименты по обнаружению "эфирного ветра", давшие отрицательный результат и явившиеся основой для утверждения об отсутствии в природе эфира, были поставлены либо методически неверно (Майкельсон, 1880-1881 гг., Майкепьсон и Морли, 1886-1887 гг., Ч. Таунс, 1958-1962 гг.), либо некорректно (Кеннеди 1925-1927 гг., Пикар и Стаэли 1926 г., Иллингворт 1926-1927 гг.). Результаты этих экспериментов не дают основания для однозначного вывода об отсутствии в природе эфира.
Имеются прямые экспериментальные доказательства, свидетельствующие о наличии в околоземном пространстве "эфирного ветра" и тем самым о существовании в природе эфира. Эти данные получены Морли (1901-1905 гг.), Миллером (1921-1925 гг.) и Майкельсоном (1929 г.). Полученные характеристики свидетельствуют не только о факте существования в природе эфира, но и об его газоподобной структуре.
В настоящее время проблема эфира рассматривается с различных сторон и современной науке необходимо четко и откровенно признать, что огромное множество фактов воздействия на поверхность планет, оставляющих самые впечатляющие следы, не может быть объяснено в рамках традиционной парадигмы ни при каких допущениях, что ставит вопрос о существенном расширении этой парадигмы и по сути дела о новой научной революции.
Список литературы
1. И. В. Терентьев, История эфира, Москва: ФАЗИС, 1999 г. 176 стр. ISBN 5-7036-0054-5.
2. А.Эйнштейн. "Эфир и теория относительности". Собрание научных трудов. М.: Наука. 1965. Т.1. С. 689.
3. Балабай В. И. Развитие идей и представлений о природе эфира (физического вакуума).
4. Гольдгаммер Д. Эфир, в физике.
5. Симанов А. Л. Проблема эфира: возможное и невозможное в истории и философии физики, 1997.
6. Хакинг Ян. Представление и вмешательство (гл. Бэконианские темы). Cambridge University Press, 1983.
7. В. А. Ацюковский. Общая эфиродинамика. Моделирование структур вещества и полей на основе представлений о газоподобном эфире. (Глава 1. Краткая история эфира).
8. Борисов В. П. Вакуум: от натурфилософии до диффузионного насоса (Глава 2. Дотехнологический этап в развитии вакуумной техники (1650 - 1880)), М.: НПК «Интелвак», 2001.
9. Максвелл Дж.К. Эфир. В сб. Джемс Клерк Максвелл. Статьи и речи. М., Наука, 1968, с. 193-206.
10. Уиттекер Э., История теории эфира и электричества, Издательство: Регулярная и хаотическая динамика, 2001 г., c. 512.
