Эфир (физика). Эфир это
Эфир - что это такое?
Мы часто слышим слово "эфир" в разных ситуациях нашей жизни. Теле- и радиоведущие объявляют: "Сейчас в прямом эфире выступит N", или в уголке телеэкрана маячит такая надпись. Эфир можно купить в аптеке, особой популярностью пользуются разнообразные эфирные масла. Если мы говорим о хрупкой, изящной девушке, то можем назвать ее "эфирное создание". В новом значении это слово появилось совсем недавно и обозначает "криптотопливо", единицу майнинга криптовалют.
Эфир - что это? Почему столь широк диапазон применения этого слова?
Эфир в мифологии
В Древней Греции эфиром назывался верхний самый тонкий и нежный слой воздуха. Там обитали боги, и эфиром была наполнена вершина Олимпа. Имя Эфир носил греческий бог, сын Мрака и Ночи. По одной из легенд, он был отцом всех ветров: Борея, Нота, Зефира и Евра.
Платон считал, что мир создан богом из эфира, а Аристотель считал эфир пятой стихией вместе с огнем, водой, землей и воздухом. Эфиру приписывались многочисленные магические свойства, некоторыми он причислялся к праматерии.
В эзотерике эфир понимается иногда как субстанция, которая отделяет реальный мир от потустороннего. Эфир - что это в разных областях человеческого знания?
Эфир в медицине
В медицине эфир (С2Н5 )2 используется как средство для наркоза. Эфир - бесцветная, летучая жидкость. Иногда используется как растворитель. Обезболивающие свойства эфира обнаружил впервые Парацельс в 1540 г. В качестве наркоза при операции был впервые применен в 1846 г. при удалении подчелюстной опухоли. Эфир - очень горючая легковоспламеняющаяся жидкость. Работа с ним требует аккуратности и соблюдения мер безопасности.
Эфир в химии
Работая над своей периодической таблицей, Д.И. Менделеев поместил в один из первых вариантов и эфир. Он располагался перед водородом в нулевом ряду под номером "ноль". Менделеев считал, что нельзя игнорировать его возможные химические свойства, которые пока не поддаются исследованию. В окончательный вариант таблицы Менделеева эфир не вошел. Эфир - что это: вещество реальное или философская концепция? Встречаются разные ответы на этот вопрос.
Эфир в физике
Эфир понимался древними учеными как вещество, которое заполняет пустоту Космоса. Лукреций Кар в поэме "О природе вещей" писал, что эфир питает созвездия, и в местах его сгущения образуются новые звезды. Существовали и другие взгляды на природу мироздания. Демокрит считал, что мир состоит из атомов и пустоты. Эфир по Аристотелю - "пятый элемент", который является квинтэссенцией всего сущего и не меняется со временем.
В современную физику понятие эфира ввел Рене Декарт. По Декарту, эфир заполняет все мировое пространство и является средой для передачи света и тепла. Причем он не оказывает никакого сопротивления материальным телам при их движении через него. Декарт считал, что эфир состоит из трех элементов, взаимодействие которых объясняет гравитацию, магнетизм, образуют различные цвета.
Эфир был элементом волновых теорий света. Классическая волновая оптика не могла обойтись без этого понятия. Чтобы объяснить особенности световых волн, эфиру приписывались разные свойства.
Электромагнитные колебания и эфир
С развитием теории электромагнитных волн поначалу предполагалось, что они тоже распространяются по эфиру. Никола Тесла использовал эту теорию для объяснения своих экспериментов. Создатель теории передачи электромагнитных волн Д. Максвелл в своих ранних работах тоже применял понятие эфира, но впоследствии от этого отказался.
В 1881 г. был проведен эксперимент Майкельсона по определению скорости Земли относительно эфира. Предсказанного теорией эфирного ветра обнаружено не было.
С появлением квантовой физики и созданием теории квантово-волнового дуализма появилась возможность объяснить наблюдаемые явления, не прибегая к гипотезе эфира. Что это такое тогда в нашем понимании?
Так исторически сложилось, что понятие "эфир" связано с телевидением и радиовещанием. Трудно описать простыми словами знаменитые уравнения Максвелла, которые описывают физику передачи электромагнитных волн. Но очень легко наглядно представить себе некое вещество, эфир, в котором распространяются волны от передатчика к приемнику, как круги на воде. Поэтому к телевидению и радио накрепко присоединилось это понятие.
Видеозапись
В Советском Союзе первые регулярные телетрансляции начались в 1939 г. Конечно, телевизионных приемников у населения не было, и передачи носили в основном опытный характер. Развитие массового телевещания началось в конце 40-х - начале 50-х годов. В первые годы своего существования телевизионные каналы в эфир транслировались исключительно напрямую. Еще в 1963 г. вся планета наблюдала напрямую убийство президента США Джона Кеннеди.
Не было устройств магнитной записи изображений. Изредка передавались фильмы и хроника, записанная на кинопленку. Телевизионщики понимали, какие огромные перспективы открывают возможности быстрой "консервации изображения" (так тогда называлась видеозапись).
Первые образцы профессиональных видеомагнитофонов были созданы в 1955 г. В 1956 году на сессии Ассоциации радио- и телевещателей был впервые продемонстрирован видеомагнитофон. Выступающий с трибуны замолчал, а слушатели на экране увидели то, что он произнес минуту назад. Это вызвало фурор, а ведь слушателями были специалисты. В дальнейшем использование видеозаписи совершило революцию в создании телепередач. Но прямые трансляции остались в арсенале телекомпаний для освещения особо важных или особо интересных событий.
С места событий
В настоящее время прямой эфир является одним из важнейших форматов современной теле- и радиожурналистики. Прямая трансляция осуществляется напрямую с места события. Правда, из-за технических особенностей (необходимость передавать сигнал через ряд промежуточных устройств) эта передача все равно осуществляется с некой задержкой.
Сегодня, когда в техническом оснащении телевидения произошла цифровая, компьютерная революция, прямые трансляции стали пользоваться еще большей популярностью. Зрителям нравится чувствовать себя участниками событий, получать самую последнюю информацию, быть в курсе развития ситуаций. В 1986 г. по всему миру пронесся крик ужаса при аварии американского космического корабля "Челленджер".
Передачи в прямой трансляции имеют много особенностей и требуют от ведущих и корреспондентов специальной подготовки. Эти трансляции абсолютно не предсказуемы и иногда требуют немедленной нестандартной реакции на происходящее. Существуют каналы, прямой эфир в которых является основным форматом.
Неожиданности в эфире
Прямой эфир иногда преподносит неожиданные сюрпризы. Летом 1957 г. при трансляции передачи "Вечер веселых вопросов" (предшественник современного КВН) ведущий Никита Богословский предложил конкурс для телезрителей. Надо было прийти к телевизионному театру в зимней шапке, шубе и валенках, имея при себе газету за 31 декабря прошлого, 1956 года. Наличие газеты должно было ограничить число претендентов. Однако, объявляя это, он забыл сказать про газету!
В результате на эфир пришло огромное количество людей (у всех ведь есть зимняя одежда), началась давка, и трансляцию пришлось прекратить. До конца передачи на экранах телезрителей была надпись "Трансляция прекращена по техническим причинам".
Сейчас мы часто наблюдаем на экранах какие-то скандалы, неприличные выходки, иногда даже самоубийства. В 1998 г. покончил с собой ВИЧ-инфицированный Дэниэль Джонс. В 2004 г. Джастин Тимберлейк случайно обнажил грудь Джанет Джексон, задев ее кожаный корсет.
Время - деньги
Поскольку прямые передачи имеют большой рейтинг, стоимость эфирного времени очень высока. Бесплатный эфир бывает крайне редко. Каждый телеканал устанавливает свои расценки за минуту в зависимости от дня недели, времени суток. Наиболее высокие цены в выходные и в прайм-тайм, когда у экранов наибольшее количество зрителей. Прямой эфир бесплатно предоставляется в исключительных случаях. Право на прямую трансляцию значительных интересных событий тоже покупается компаниями за большие деньги. Так, право на трансляцию Олимпийских игр в Пхенчхане стоит от 40 до 50 миллионов долларов. Точные цифры - это коммерческая тайна.
Эфирное время предоставляется для событий, имеющих особую государственную важность. Так, кандидатам в президенты России государственные каналы предоставляют эфир на ТВ для агитации.
ЭФИР - это... Что такое ЭФИР?
С. В. Месяц
Новая философская энциклопедия: В 4 тт. М.: Мысль. Под редакцией В. С. Стёпина. 2001.
dic.academic.ru
эфир - это... Что такое эфир?
ЭФИР (греч. ai8r)p) — в исходном значении понятие связывалось с верхними, небесными слоями воздуха. Гомер называет Э. «чертогом Зевса», местом обитания бессмертных олимпийских богов. У Гесиода он — один из прародителей мира, сын Эреба и Ночи, брат Дня. В орфических гимнах Э. — мировая душа, божественный разум мира. В платоновской Академии возникает представление об Э. как особом пятом элементе (квинтэссенции). Платон в «Тимее», описывая процесс создания космоса, сопоставляет каждому из элементов правильный многогранник: пирамиду — огню, куб — земле, октаэдр — воздуху, икосаэдр — воде; а поскольку многогранников пять, то и элементов тоже должно быть пять. По словам Платона, «оставшимся в запасе пятым многогранным построением Демиург воспользовался для придания формы Целому» (Тим. 55с). Ученики Платона (Ксенократ) истолковывали эту фразу в том смысле, что форма додекаэдров была придана молекулам пятого элемента, заполняющего самую крайнюю сферу мира. У Аристотеля учение об Э. имеет иное обоснование, опирающееся на анализ движения. Поскольку все тела заключают в себе движущий принцип, то каждое из них характеризуется определенным видом движения, причем простым телам — элементам — свойственны простые движения. Поскольку простых движений два — прямолинейное и круговое, — то и среди элементов должен быть такой, которому от природы свойственно круговращение. Правильнее всего, говорит Аристотель, называть этот элемент Э., оттого что он «вечно бежит». Э. составляет субстанцию звездных сфер, не имеет ни тяжести, ни легкости, вечен и неизменен (De caelo 1,2). В дальнейшем, благодаря Гераклиду Понтийскому и стоикам, Э. все больше начинает толковаться как нематериальная субстанция. Зенон и Клеанф считают его особым эфирным огнем, который пронизывает весь мир и, в отличие от обычного, не губит вещи, но, наоборот, всему дарует бытие и жизнь. Человеческая душа — часть Э., а звезды, состоящие из чистейшего Э., являются разумными божественными существами. Введенная стоиками гипотеза о двух видах огня дала возможность примирить учение о четырех элементах с аристотелевским учением об Э.
После публикации в 1 в. до н.э. аристотелевских сочинений интерес к Э. и к пятому элементу возрастает. Платоники и неопифагорейцы возвращаются к идее соответствия пяти правильных многогранников пяти элементам, или пяти областям космоса. Э. называют небом, пятой сущностью; ему сопоставляют определенный род живых существ (демоны, праведные души) и одно из пяти чувств (зрение). В то же время птолемеевская астрономическая система нанесла сильный удар по аристотелевской теории. Учение об Э. предполагало, что субстанция звездных сфер с постоянной скоростью вращается вокруг центра космоса, однако введенная Птолемеем система эпициклов гораздо лучше объясняла движение планет, нежели любая из гомоцентрических теорий.
Первые неоплатоники (Плотин, Порфирий) отвергали представление об Э. как о пятом элементе. Только с Ямвлихом, видевшим в этом элементе важное промежуточное звено в цепи эманации, неоплатонизм приходит к постепенному признанию аристотелевского учения. Согласно Проклу, небесный элемент, или Э., представляет собой полудуховную субстанцию, в которой содержатся идеи (логосы) всех существующих в мире вещей, в том числе и четырех элементов. Из этой субстанции состоят не только звезды, но и первые астральные тела душ.
Неоплатонические представления об Э. становятся ведущими у средневековых мыслителей. Боэций и Макробий говорят о «световидном теле души». Исидор Севильский, как и Платон, помещает Э. между воздухом и огнем. Альберт Великий полагает, что прозрачность Э. является следствием его духовной природы. Не без влияния аристотелевского учения о пятом небесном элементе сложилась средневековая «метафизика света» (Роберт Гроссетест, Р. Бэкон). В эпоху Возрождения Э. опять начинает пониматься как квинтэссенция. Агриппа Нетгесгеймский говорит о нем, как о spiritus mundi — животворящей силе и начале всякого движения. Согласно Парацельсу, все сущее имеет как бы два тела: одно — земное и видимое, др. — невидимое и астральное (spiritus), являющееся субстратом всякой материи. И Агриппа, и Парацельс пытались выделить квинтэссенцию (философский камень) путем алхимических опытов, потому что обладание ею дало бы возможность получать какое угодно вещество. Согласно Д. Бруно, Э. бесконечен и одушевлен. Он наполняет Вселенную и пронизывает как spiritus universi все тела.
У философов и ученых 17 в. идея Э. тесно связана с идеей близкодействия, согласно которой тела не могут взаимодействовать друг с другом, находясь на расстоянии, и, следовательно, должны передавать воздействие от одного тела к др. через промежуточную среду. Автором этой идеи можно считать Р. Декарта, предложившего механистическое толкование эфирной гипотезы. Поскольку природа не терпит пустоты, необходимо, по его мнению, допустить существование единой мировой материи (Э.), заполняющей все «пустые» промежутки между частицами известных нам веществ. Эта материя обладает всего двумя качествами: протяженностью и плотностью. Движением ее частиц легко объясняются многие физические явления; в частности, образование Солнечной системы, распространение света и т.д. Такого мнения придерживался в своих ранних работах и И. Ньютон («Гипотеза света», 1675). Но, разработав теорию всемирного тяготения, он отказывается от гипотезы универсального Э. и начинает объяснять взаимодействия тел дальнодействующими механизмами притяжения и отталкивания.
В дальнейшем предположение о существовании эфирной среды использовалось для объяснения различных взаимодействий. При этом вводились разные виды
Э.: электрический, магнитный, световой и др. В связи с успехами волновой оптики наибольшее признание получила теория светового Э. (О. Френель), поскольку волновая теория света, как казалось, требовала наличия сплошной промежуточной среды между источником и приемником света. Было предпринято много попыток построить механическую модель этой среды, но они так и не увенчались успехом. Механическая модель Э. должна была обладать рядом трудно согласуемых свойств. Так, поперечность световых колебаний требовала, чтобы Э. обладал свойствами упругого твердого тела, а отсутствие продольных световых волн означало его несжимаемость. Э. должен был обладать невесомостью, не оказывать сопротивления движущимся сквозь него телам и т.д. В с е эти противоречивые требования были учтены в механической модели ирланд. физика У Мак-Келлога (1830-е), однако сложность и причудливость его модели не вызывали к ней доверия. После открытия электромагнитного поля интерес к Э. возродился. Основные понятия теории поля (напр., ток смещения) вводились на основе механических представлений о нем (Дж. Максвелл). Это привело к дальнейшей разработке эфирных моделей. В частности, получила развитие вихревая модель, в которой Э. представлен в турбулентной жидкости. Большие затруднения вызывал вопрос о взаимодействии Э. с веществом. Г. Герц выдвинул предположение, что Э. увлекают за собой движущиются тела. Но эта гипотеза противоречила законам динамики сплошных сред, поэтому Г. Лоренц предложил теорию неподвижного Э. Но в неподвижном Э. скорость света относительно движущегося сквозь него тела должна была бы различаться в направлении движения и в противоположном направлении. В 1881 А.А. Майкельсон поставил знаменитый эксперимент, показавший отсутствие движения Земли относительно Э. и тем самым заставивший отвергнуть гипотезу Лоренца. Современная физика отрицает существование Э. Теория электромагнитных явлений совместима с теорией относительности А. Эйнштейна и не нуждается в подобной гипотезе. Поле рассматривается как самостоятельная реальность, не предполагающая особого носителя. Но отказ современной физики от концепции Э. не означает возврата к представлению о пустом пространстве. Можно считать, что место Э. сейчас занимает представление о физическом вакууме, который даже при отсутствии каких-либо полей и вещества все же обладает некоторыми свойствами, отличающими его от абсолютной пустоты.
СВ. Месяц
Лит.: Розенберг Ф. История физики. М., Л., 1933—36; Лауэ М. История физики. М., Л., 1956; Whittaker Е. A History of the Theories of Ether and Electricity. V. 1—2. L., 1951—53.
Энциклопедия эпистемологии и философии науки. М.: «Канон+», РООИ «Реабилитация». И.Т. Касавин. 2009.
epistemology_of_science.academic.ru
Что такое эфир? - К чему стадам дары свободы...
Что такое эфир?
Космический эфир - базовая физическая материя Вселенной, заполняющая все физическое пространство, среда всех физических явлений.Кроме эфира ничего во Вселенной нет. Физические поля (электрическое, магнитное, электромагнитное) являются формами движения эфира.
Из эфира состоят все элементарные частицы вещества (электроны, протоны, нейтроны...), являясь просто полюсами деформаций эфирной среды. Из эфирных элементарных частиц состоят атомы вещества. Из атомов состоят молекулы и другие тела Вселенной.
Эфир представляет собой корпускурярную среду, элементами которой являются амеры - (др. ameros - греч. "неизмеримый", термин Демокрита), находящуюся в равновесном состоянии термодинамической тройной точки с температурой 2.73°K, которая наблюдается в виде CMB - космическрого микроволнового излучения, теплового чернотельного излучения эфира.
Д.И. Менделеев ПОПЫТКА ПОНИМАНИЯ МИРОВОГО ЭФИРА, СПб, 1902. , 1902.
Космический эфир имеет свои физические параметры:
- Диэлектрическую проницаемость ε0 = 8,854 [pF/m];
- Магнитную проницаемость μ0 = 1,2566 [μHn/m];
- Волновое сопротивление X0 = (μ/ε)1/2 = 377 [Ohm]
- Характеристическую скорость распространения волн c = (ε*μ)-1/2 = 299792,4 [km/s]
- Инерционную плотность ρ = 2,818 [kg/m3]
- Квант циркуляции импульса вихря эфира, постоянную Планка h = 6,626176(36)*10-34 [J/Hz]
- Температуру T = 2.73°K
- Характеристическое время диссипации волн (вязкость эфира, постоянная затухания, 1/H, где H - постоянная Хаббла) τ = 13,8 млрд. лет, H = 73 [km/(s*Mpc)]
Разъяснение о несостоятельности отрицания эфира (релятивизма)
Что такое космический микроволновый фон (CMB)?
Космический микроволновый фон - это чернотельное излучение самого космического пространства, то есть эфира его заполняющего, имеющего температуру 2.7ºK. Солнечная система движется в космическом пространстве (эфире) со скоростью 360±30 км/c относительно среды - источника излучения, то есть имеет место доплеровское смещение частот, зависящее от сидерического (звездного) направления.
Любой разумный человек скажет, что не может быть улыбки без кота и дыма без огня, что-то там должно быть, теплое, излучающее ЭМ-волны, соответствующее этой температуре. Действительно, наблюдаемое космическое микроволновое излучение (CMB) есть тепловое излучение частиц эфира, имеющих температуру 2.7ºK. Еще в начале ХХ века великие химики и физики Д. И. Менделеев и Вальтер Нернст предсказали, что такое излучение (температура) должно обнаруживаться в космосе. В 1933 году проф. Эрих Регенер из Штуттгарта с помощью стратосферных зондов измерил эту температуру. Его измерения дали 2.8ºK - практически точное современное значение.
Но прошли годы, всю немецкую физику объявили фашистской и стало "политкорректным" не ссылаться на работы немецких физиков тех лет, тем более, что большинство из них придерживалось позиций эфирной физики, а не Пуанкаре-эйнштейновского релятивизма. В 1965 году два американца Пензиас (эмигрант из Германии) и Вильсон заявили, что они открыли излучение космоса. Через несколько лет им дали Нобелевскую премию, как-будто никто не знал работ Э. Регенера.
Нужно было релятивистское объяснение этому феномену. Его придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной.
В 1974 - 1980 годах профессор Стефан Маринов из г. Грац, Австрия, проделал серию экспериментов, в которых показал, что Земля движется по отношению к некоторой космической системе отсчета со скоростью 360±30 км/с, которая явно имеет какой-то абсолютный статус. Естественно, ему не давали нигде выступать и он вынужден был начать выпуск своего научного журнала"Deutsche Physik", где объяснял открытое им явление.
Только в 1990-х доплеровские измерения радиотелескопами показали скорость Маринова для CMB. Естественно, о Маринове никто не хотел вспоминать.
Однако, как ни тужатся релятивисты, CMB - прямое доказательство существования эфира, системы абсолютного отсчета в космосе, и, следовательно, опровержение Пуанкаре-эйнштейновского релятивизма, утверждающего, что все ИСО равноправны, а эфира нет.
Почему релятивизм (СТО и ОТО) не является истинной наукой?
Истинная наука обязательно опирается на причинность и законы природы, данные нам в физических явлениях (фактах).
В отличие от этого СТО и ОТО построены на аксиоматических постулатах, то есть принципиально недоказуемых догматах, в которые обязаны верить последователи этих учений. То есть релятивизм есть форма религии, культа, раздуваемого политической машиной мифического авторитета Эйнштейна и верных его последователей, возводимых в ранг святых от релятивистской физики.
Как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм ложен в своей основе. Он противоречит фактам. Среди них такие:
1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")
2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.
3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.
4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что оптическое излучение затменных двойных звезд не подвержено такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. "Гравитационное линзирование" якобы наблюдаемое вблизи далеких галактик (но не в масштабе звезд, где оно должно быть по формулам ОТО!), на самом деле является термическим линзированием, связанным с изменениями плотности эфира от нагрева мириадами звезд.
Как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм представляет собой инструмент идеологического подчинения одних людей другим с помощью абсолютно бессовестной манипуляции их психикой для достижения интересов определенных групп людей, стоящих у руля этой воровской машины.
В чем ложность понятия "физический вакуум"?
Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами.Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами.
Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей.
Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО).
Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).
Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.
Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физикАнри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.
Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.
Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен).
Когда некоторые исследователи, пытающиеся примирить релятивизм и эфирную физику, говорят, например, о том, что космос состоит на 70% из "физического вакуума", а на 30% - из вещества и поля, то они впадают в фундаментальное логическое противоречие. Это противоречие заключается в следующем.
Вещество и поле не есть что-то отдельное от эфира, также как и человеческое тело не есть что-то отдельное от атомов и молекул его составляющих. Оно и есть эти атомы и молекулы, собранные в определенном порядке. Также и вещество не есть что-то отдельное от элементарных частиц, а оно состоит из них как базовой материи. Также и элементарные частицы состоят из частиц эфира как базовой материи нижнего уровня.
Таким образом, всё, что есть во вселенной - это есть эфир. Эфира 100%. Из него состоят элементарные частицы, а из них всё остальное. Электромагнитное и другие поля есть различные типы колебаний, деформаций и вариаций давления в эфире.
Понятие "физического вакуума" в релятивистской квантовой теории поля подразумевает, что во-первых, он не имеет физической природы, в нем лишь виртуальные частицы у которых нет физической системы отсчета, это "фантомы", во-вторых, "физический вакуум" - это наинизшее состояние поля, "нуль-точка", что противоречит реальным фактам, так как, на самом деле, вся энергия материи содержится в эфире и нет иной энергии и иного носителя полей и вещества кроме самого эфира.
В отличие от лукавого понятия "физический вакуум", как бы совместимого с релятивизмом, понятие "эфир" подразумевает наличие базового уровня всей физической материи, имеющего как собственную систему отсчета (обнаруживаемую экспериментально, например, через фоновое космичекое излучение, - тепловое излучение самого эфира), так и являющимся носителем 100% энергии вселенной, а не "нуль-точкой" или "остаточными", "нулевыми колебаниями пространства".
В чем фокус эксперимента Майкельсона?
Эксперимент А. Майкельсона, Майкельсона - Морли - действительно является цирковым фокусом, загипнотизировавшим физиков на 120 лет.
Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далееПри этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.
В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.
Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни.
Почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии
чёрная дыра, черные дыры - область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда.
Миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне – пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о “радиусе Шварцшильда”, “черных дырах Хокинга” и пр. Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
“Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми.” [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. – М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество.
Сказка об угловом отклонении луча света вблизи Солнца, возрожденная Эйнштейном в начале 20-го века и подхваченная апологетом релятивизма Эддингтоном до сих пор считается наукой.
Реально, никакое гравитационное поле не в состоянии необратимо изменить вектор оптического излучения, а тем более реверсировать его. Это нарушило бы закон сохранения импульса. Существуют лишь явления поперечного дрейфа луча, известные как звездная аберрация Джеймса Брэдли и явление Георгия Никитина, при которых вектор импульса оптического излучения неизменен, есть лишь Галилеевское сложение скоростей и вызванное этим кажущееся изменение угла.
Отсутствие реального необратимого поворота оптического излучения проверить очень просто. Это можно увидеть в хороший телескоп. При покрытии оптического излучения дальней звезды ближней звездой должно возникать два изображения дальней звезды: одно – запаздывающее со стороны захода дальней звезды, а другое – опережающее, со стороны восхода, а при отсутствии покрытия, но близком прохождении луча – видимое искривление траектории дальней звезды. Этого не наблюдается ни в одном из случаев покрытия затменных двойных звезд (на сегодня более 500 пар).
Рис.1. Воображаемый, но не реализуемый эксперимент по раздвоению изображения покрываемой звезды.
Когда релятивисты рассматривают сильные гравитационные поля, то они забывают о том, что предельным гравитационным потенциалом является квадрат скорости электромагнитных волн, и он не может быть никогда преодолен, даже в непротиворечивой релятивистской теории.
Реально, при пролете в относительно слабых гравитационных полях, какие создают Земля и Солнце, электромагнитные волны оптического диапазона испытывают лишь слабое гравитационное изменение частоты, соответствующее разнице гравитационных потенциалов точек излучения и приема. Здесь мы можем записать
(1) |
где φ – гравитационный потенциал на поверхности небесного тела, γ – гравитационная постоянная, M – масса небесного тела,R – его радиус; f0 – частота электромагнитной волны на поверхности излучения, f – частота того же кванта при удаленном от небесного тела приеме.
Истинность выражений (1) проверена многократно, в том числе серией экспериментов, подобных эксперименту Паунда – Ребки и измерению смещения фраунгоферовых линий на лимбе Солнца.Если мы примем разумную позицию, заключающуюся в том, что всё материальное состоит из материи (эфира), то есть является лишь ее частью, а самой материи соответствует везде постоянный и максимальный по отношению к ее частям – различным формациям, гравитационный потенциал c2, то отношение потенциалов в (1) неизбежно должно быть менее 1.
Действительно, запишем определение Z
Z = (f0 – f)/f
отсюда и из (1) получаем
или
φ/c2 = (Z-1 + 1)-1 < 1
Отсюда понятна невозможность “черных дыр” и бессмысленность “радиуса Шварцшильда”. Фотон даже из самых сильных гравитационных полей должен выходить, потеряв лишь часть энергии на преодоление гравитационного потенциала. То есть для наблюдателя, находящегося вдали от массивного небесного тела, фотон, испускаемый с поверхности этого тела, будет иметь красное смещение, однозначно зависящее от отношения M/R (см. рис.2.)
φ = γM/R = γρ4πR2/3 = γρS/3
где ρ - средняя плотность небесного тела; S – площадь поверхности тела.
Рис.2. Связь между гравитационным потенциалом и гравитационным Z.
К.А. Хайдаров
***
Источник.
***
2 июня 2016 года состоялось 75-е заседание семинара МГУ.Тема: "Возможно ли обнаружить эфир? Опыт Майкельсона - Морли."
Основной докладчик: Грязнов Андрей Юрьевич.
Свое выступление он начал с уточнения уравнений Максвелла, которые были инвариантны преобразованиям Галилея, а закончил словами: "Для меня квантовая механика не аргумент именно потому, что она сама ничего не понимает. Перефразирую Достоевского: "Если эфира нет, то всё дозволено".
Вот по этому пути и пошла физика: ей всё дозволено, можно отменить всё, что угодно: нарушение чётности в слабых взаимодействиях, ввести отрицательное давление, тёмную материю и тёмную энергию. Что угодно можно сделать. "Вольно!"
Таким образом, если мы не считаем, что всё можно, а хотите что-то понимать, у вас нет иного пути, как интерпретировать эти эксперименты с точки зрения эфира. И главное, что это всё есть, по сути дела, ничего нового делать не надо, уже всё сделано. Важно понять, почему в 20-м веке это не было осознано. Это не было осознано по идеологическим и политическим соображениям.
Здесь без политики и идеологии не обойтись. И совершенно понятно, почему так происходит.
Все академики завязаны на международные гранты. Отказаться от своих взглядов равносильно отказаться от своих денег.
ss69100.livejournal.com
Эфир (физика) - это... Что такое Эфир (физика)?
Эфир (светоносный эфир, от др.-греч. αἰθήρ, верхний слой воздуха; лат. aether) — гипотетическая всепроникающая среда[1], колебания которой проявляют себя как электромагнитные волны (в том числе как видимый свет). Концепция светоносного эфира была выдвинута в XVII веке Рене Декартом и получила подробное обоснование в XIX веке в рамках волновой оптики и электромагнитной теории Максвелла. Эфир рассматривался также как материальный аналог ньютоновского абсолютного пространства. Существовали и другие варианты теории эфира.
В конце XIX века в теории эфира возникли непреодолимые трудности, вынудившие физиков отказаться от понятия эфира и признать электромагнитное поле самодостаточным физическим объектом, не нуждающимся в дополнительном носителе. Абсолютное пространство было упразднено специальной теорией относительности. Неоднократные попытки отдельных учёных возродить концепцию эфира в той или иной форме (например, связать эфир с физическим вакуумом) успеха не имели.
История
Античные представления
Из немногочисленных дошедших до нас трудов древнегреческих учёных можно понять, что эфир тогда понимался как особое небесное вещество, «заполнитель пустоты» в Космосе[2]. Платон в диалоге «Тимей» сообщает, что Бог создал мир из эфира. Демокрит термин эфир не использовал. Лукреций Кар в поэме «О природе вещей» упоминает, что «эфир питает созвездья», то есть светила состоят из сгущённого эфира.
Несколько более подробная картина изложена в трудах Аристотеля. Он также считал, что планеты и другие небесные тела состоят из эфира (или квинтэссенции), который есть «пятый элемент» природы, причём, в отличие от остальных (огня, воды, воздуха и земли), вечный и неизменный. Аристотель писал: «Солнце не состоит из огня; оно есть огромное скопление эфира; теплота Солнца причиняется действием его на эфир во время обращения вокруг Земли». Эфир также заполняет весь внеземной Космос, начиная со сферы Луны; из приведенной цитаты можно сделать вывод, что эфир Аристотеля передаёт свет от Солнца и звёзд, а также тепло от Солнца. Аристотелевское понимание термина переняли средневековые схоласты; оно продержалось в науке до XVII века.
Светоносный эфир Декарта (XVII век)
Рене Декарт Гипотеза о существовании светоносного эфира была выдвинута в 1618 году Рене Декартом и развита в его «Началах философии» (1644). В соответствии со своей (картезианской) натурфилософией Декарт рассматривал эфир как «тонкую материю», подобную жидкости, механические свойства которой определяют законы распространения света. Эфир Декарта заполнял всё свободное от материи пространство Вселенной, однако не оказывал сопротивления при движении в нём вещественных тел. Надо отметить, что пустоты́ Декарт, как и Аристотель, не признавал, и параграфы 16 и 20 «Начал философии» («О том, что не может быть пустоты» и «О невозможности существования атомов») специально посвятил опровержению атомизма.
Как и прочая материя, картезианский эфир находится в постоянном движении, преимущественно в форме вихрей. Возникающие при этом взаимное давление и центробежная сила отбрасывает шаровидные частицы эфира прочь от источника — наблюдатель воспринимает это движение как распространение света[3]. Скорость света Декарт считал бесконечной. Он построил также оригинальную теорию цвета, по которой разные цвета получаются из-за разных скоростей вращения эфирных частиц.
Учение Декарта о свете было существенно развито Гюйгенсом в его «Трактате о свете» (Traité de la lumière, 1690). Гюйгенс рассматривал свет как волны в эфире и разработал математические основы волновой оптики.
В конце XVII века были открыты несколько необычных оптических явлений, которые следовало согласовать с моделью светоносного эфира: дифракция (1665, Гримальди), интерференция (1665, Гук), двойное лучепреломление (1670, Эразм Бартолин, изучено Гюйгенсом), оценка скорости света (1675, Рёмер)[4]. Наметились два варианта физической модели света:
- Эмиссионная (или корпускулярная) теория: свет есть поток частиц, излучаемых источником. В пользу этого мнения говорила прямолинейность распространения света, на которой основана геометрическая оптика, однако дифракция и интерференция плохо укладывались в эту теорию.
- Волновая: свет есть всплеск в эфире. Надо принять во внимание, что под волной тогда понимали не бесконечное периодическое колебание, как в современной теории, а одиночный импульс[5]; по этой причине объяснения световых явлений с волновых позиций были мало правдоподобны.
Интересно отметить, что концепция светоносного эфира Декарта—Гюйгенса стала вскоре общепринятой в науке и не пострадала от развернувшихся в XVII—XVIII веках споров картезианцев и атомистов[6][7], а также сторонников эмиссионной и волновой теории. Даже Исаак Ньютон, склонявшийся скорее к эмиссионной теории, допускал, что в указанных эффектах принимает участие и эфир[8]. В трудах Ньютона эфир упоминается очень редко (в основном в ранних работах), хотя в личных письмах он иногда позволял себе «измышлять гипотезы» о возможной роли эфира в оптических, электрических и гравитационных явлениях.
Благодаря авторитету Ньютона, эмиссионная теория света в XVIII веке стала общепринятой. Эфир рассматривался не как носитель, но как переносчик световых частиц, а преломление и дифракцию света объясняли изменением плотности эфира — вблизи тел (дифракция) или при переходе света из одной среды в другую (преломление)[9]. В целом эфир как часть системы мира отошёл в XVIII веке на задний план, однако теория эфирных вихрей сохранилась, и были безуспешные попытки применить её для объяснения магнетизма и гравитации[10].
Развитие моделей эфира в XIX веке
Волновая теория света
В начале XIX века волновая теория света, рассматривавшая свет как волны в эфире, одержала решительную победу над эмиссионной теорией. Первый удар по эмиссионной теории нанёс английский учёный-универсал Томас Юнг, в 1800 году разработавший волновую теорию интерференции (и ввёл сам этот термин) на основе сформулированного им принципа суперпозиции волн. По результатам своих опытов он довольно точно оценил длину волны света в различных цветовых диапазонах.
Огюстен Жан Френель Вначале теория Юнга была встречена враждебно. Как раз в это время было глубоко изучено явление двойного лучепреломления и поляризации света, воспринятое как решающее доказательство в пользу эмиссионной теории. Но тут в поддержку волновой модели (ничего не зная о Юнге) выступил Огюстен Жан Френель. Рядом остроумных опытов он продемонстрировал чисто волновые эффекты, совершенно необъяснимые с позиций корпускулярной теории, а его мемуар, содержащий всестороннее исследование с волновых позиций и математическую модель всех известных тогда свойств света (кроме поляризации), победил на конкурсе Парижской Академии наук (1818). Курьёзный случай описывает Араго: на заседании комиссии академиков Пуассон выступил против теории Френеля, так как из неё следовало, что при определённых условиях в центре тени от непрозрачного кружка мог появиться ярко освещённый участок. На следующем заседании Френель продемонстрировал членам комиссии этот эффект.
Юнг и Френель изначально рассматривали свет как упругие (продольные) колебания разрежённого, но чрезвычайно упругого эфира, подобные звуку в воздухе. Любой источник света запускает упругие колебания эфира, которые происходят с гигантской, нигде больше не отмеченной в природе частотой, благодаря чему достигается распространение их с колоссальной скоростью[11]. Любое вещественное тело притягивает эфир, который проникает внутрь тела и сгущается там. От плотности эфира в прозрачном теле зависел коэффициент преломления света[12].
Оставалось понять механизм поляризации. Ещё в 1816 году Френель обсуждал возможность того, что световые колебания эфира не продольны, а поперечны. Это легко объяснило бы явление поляризации. Юнг в это время тоже пришёл к такой идее. Однако поперечные колебания ранее встречались только в несжимаемых твёрдых телах, в то время как эфир считали близким по свойствам к газу или жидкости. В 1822—1826 годах Френель представил мемуары с описанием новых опытов и полную теорию поляризации, сохраняющую значение и в наши дни.
Модель Коши-Стокса
Интерес и доверие к концепции эфира в XIX веке резко возросли. Следующие (после 1820-х) почти сто лет обозначены триумфальным успехом волновой оптики во всех областях. Классическая волновая оптика была завершена, поставив в то же время труднейший вопрос: что же представляет собой эфир?
Когда выяснилось, что световые колебания строго поперечны, встал вопрос о том, какими свойствами должен обладать эфир, чтобы допускать поперечные колебания и исключить продольные. А. Навье в 1821 году получил общие уравнения распространения возмущений в упругой среде. Теория Навье была развита О. Л. Коши (1828), который показал, что, вообще говоря, продольные волны также должны существовать[13].
Френель выдвинул гипотезу, согласно которой эфир несжимаем, но допускает поперечные сдвиги. Такое предположение трудно согласовать с полной проницаемостью эфира по отношению к веществу. Д. Г. Стокс объяснил затруднение тем, что эфир подобен смоле: при быстрых деформациях (излучение света) он ведёт себя как твёрдое тело, а при медленных (скажем, при движении планет) пластичен. В 1839 году Коши усовершенствовал свою модель, создав теорию сжимающегося (лабильного) эфира, позднее доработанную У. Томсоном.
Чтобы все эти модели не рассматривались как чисто спекулятивные, из них следовало формально вывести основные эффекты волновой оптики. Однако подобные попытки имели мало успеха. Френель предположил, что эфир состоит из частиц, величина которых сравнима с длиной световой волны. При этом дополнительном предположении Коши удалось обосновать явление дисперсии света. Однако попытки связать, например, френелевскую теорию преломления света с какой-либо моделью эфира оказались неудачны[14].
Эфир и электромагнетизм
Фарадей относился к эфиру скептически и выражал неуверенность в его существовании[15]. С открытием Максвеллом уравнений классической электродинамики теория эфира получила новое содержание.
В ранних работах Максвелл использовал гидродинамические и механические модели эфира, однако подчёркивал, что они служат только для пояснения с помощью наглядной аналогии. Необходимо иметь в виду, что векторного анализа тогда ещё не существовало, и гидродинамическая аналогия понадобилась Максвеллу, в первую очередь, для разъяснения физического смысла дифференциальных операторов (дивергенция, ротор и др.). Позднее (с 1864 года) Максвелл исключил из своих трудов рассуждения по аналогии[16]. Конкретных моделей эфира Максвелл не разрабатывал и не опирался на какие-либо свойства эфира, кроме способности поддерживать ток смещения, то есть перемещение электромагнитных колебаний в пространстве.
Когда эксперименты Г. Герца подтвердили теорию Максвелла, эфир стал рассматриваться как общий носитель света, электричества и магнетизма. Волновая оптика превратилась в органичную часть теории Максвелла, и возникла надежда построить физическую модель эфира на этом фундаменте. Исследованиями в этой области занимались крупнейшие учёные мира. Часть из них (например, сам Максвелл, Умов и Гельмгольц), хотя писала о свойствах эфира, фактически изучала свойства электромагнитного поля. Другая часть (например, Д. Г. Стокс, У. Томсон) пыталась раскрыть природу и свойства собственно эфира — оценить давление в нём, плотность его массы и энергии, связать с атомной теорией. Продолжались также попытки связать эфир с тяготением, однако никакого существенного продвижения в этом направлении не удалось добиться даже Максвеллу[17].
Химизм в попытках понимания эфира (Д. И. Менделеев)
Д. И. Менделеев. Опыт химического понимания мирового эфира. Нью-Йорк — Лондон — Бомбей. 1904 В творчестве Д. И. Менделеева этот вопрос имеет непосредственное отношение к осмыслению им физических причин периодичности. Поскольку свойства элементов пребывают в периодической зависимости от атомных весов (массы), учёный предполагал использовать эти закономерности для решения настоящей проблемы, — определяя причины сил тяготения и благодаря изучению свойств передающей их среды.[18]
Как уже отмечено, предполагалось, что «эфир», заполняющий межпланетное пространство, является средой, передающей свет, тепло и гравитацию. В контексте таких представлений исследования сильно разреженных газов представлялось возможным путём к детерминации названной субстанции, когда свойства «обычного» вещества уже не способны бы были скрывать свойства «эфира»[18].
В одной из своих гипотез Д. И. Менделеев, руководствовался тем, что специфическим состоянием сильно разреженных газов воздуха мог оказаться «эфир» или некий неизвестный инертный газ с очень малым весом, то есть наилегчайший химический элемент. Учёный пишет на оттиске из «Основ химии», на эскизе периодической системы 1871 года: «Легче всех эфир, в миллионы раз»; в рабочей тетради 1874 года он более ясно высказывает свои соображения: «При нулевом давлении у воздуха есть некоторая плотность, это и есть эфир!». Но в его публикациях той поры эти мысли не нашли отражения. Открытие в конце XIX века инертных газов актуализировало вопрос о химической сущности мирового эфира. По предложению Уильяма Рамзая Менделеев включает в периодическую таблицу нулевую группу, оставляя место для более лёгких, чем водород, элементов. По мнению Менделеева, группа инертных газов могла быть дополнена коронием и легчайшим, пока неизвестным элементом, названным им ньютонием, который и составляет мировой эфир. Свои взгляды в апреле 1902 года он развёрнуто излагает в эссе «Попытка химического понимания мирового эфира» (опубликовано на английском языке в 1904 году, на русском — в 1905 году). В заключительной части этого труда Д. И. Менделеев пишет[18][19]:
Представляя эфир газом, обладающим указанными признаками и относящимся к нулевой группе, я стремлюсь прежде всего извлечь из периодического закона то, что он может дать, реально объяснить вещественность и всеобщее распространение эфирного вещества повсюду в природе и его способность проникать все вещества не только газо- или парообразные, но и твёрдые и жидкие, так как атомы наиболее легких элементов, из которых состоят наши обычные вещества, всё же в миллионы раз тяжелее эфирных и, как надо думать, не изменят сильно своих отношений от присутствия столь лёгких атомов, каковы атомы х или эфирные. Понятно само собой, что вопросов является затем и у меня самого целое множество, что на большую часть из них мне кажется невозможным отвечать, и что в изложении своей попытки я не думал ни поднимать их, ни пытаться отвечать на те из них, которые мне кажутся разрешимыми. Писал не для этого свою «попытку», а только для того, чтобы высказаться в таком вопросе, о котором многие, знаю, думают, и о котором надо же начать говорить.
Еще в ранних своих работах Д. И. Менделеев пришёл к методологическим принципам и положениям, получившим развитие в его последующих исследованиях. Он стремится подходить к решению того или иного вопроса, следуя этим общим принципам, создавая философскую концепцию, в пределах которой будет проводиться анализ конкретных данных. Это характерно и для исследований, касающихся данной темы, которые выразились результатами, к ней прямого отношения не имеющими.[20] Движимый идеей обнаружения эфира, Д. И. Менделеев экспериментально начал изучать разреженные газы, и занимаясь этой темой, сформулировал или подтвердил положения кинетической теории и термодинамики, теоретически обосновал условия поведения сжатых газов[21]: получил уравнение идеального газа, содержащее выведенную им универсальную газовую постоянную, и получил вириальные разложения, которые находятся в полном соответствии с первыми приближениями в известных сейчас уравнениях для реальных газов. Очень ценным, но несколько преждевременным, было предложение Д. И. Менделеева о введении термодинамической шкалы температур[18].
Трудности в теории эфира (конец XIX — начало XX века)
В 1728 году английский астроном Брэдли открыл аберрацию света: все звёзды описывают на небосводе малые круги с периодом в один год. С точки зрения эфирной теории света это означало, что эфир неподвижен, и его кажущееся смещение (при движении Земли вокруг Солнца) по принципу суперпозиции отклоняет изображения звёзд. Френель, однако, допускал, что внутри движущегося вещества эфир частично увлекается. Эта точка зрения, казалось, нашла подтверждение в опытах Физо.
Максвелл в 1868 году предложил схему решающего опыта, который после изобретения интерферометра смог осуществить в 1881 году американский физик Майкельсон. Позже Майкельсон и Эдвард Морли повторили опыт несколько раз с возрастающей точностью, но результат был неизменно отрицательным — «эфирного ветра» не существовало.
В 1892 году Г. Лоренц и независимо от него Дж. Фицджеральд предположили, что эфир неподвижен, а длина любого тела сокращается в направлении его движения, из-за чего «эфирный ветер» становится сложнее обнаружить. Оставался, однако, неясным вопрос — отчего длина сокращается в точности в такой степени, чтобы сделать обнаружение эфира (точнее, движения относительно эфира) невозможным. В это же время были открыты преобразования Лоренца, которые вначале посчитали специфическими для электродинамики. Эти преобразования объясняли лоренцево сокращение длины, но были несовместимы с классической механикой, основанной на преобразованиях Галилея. Анри Пуанкаре показал, что преобразования Лоренца эквивалентны принципу относительности для электромагнитного поля; он считал, что эфир существует, но принципиально не может быть обнаружен.
А. Эйнштейн, 1905 г. Физическая сущность преобразований Лоренца раскрылась после работ Эйнштейна. В статье 1905 года Эйнштейн рассмотрел два постулата: всеобщий принцип относительности и постоянство скорости света. Из этих постулатов сразу вытекали преобразования Лоренца (уже не только для электродинамики), сокращение длины и относительность одновременности событий. Эйнштейн указал в этой же статье на ненужность эфира, поскольку никаких разумных физических атрибутов приписать ему не удалось, а всё то, что считалось динамическими свойствами эфира, вобрала в себя кинематика специальной теории относительности (СТО). С этого момента электромагнитное поле стало рассматриваться не как энергетический процесс в эфире, а как самостоятельный физический объект.
Новые представления победили не сразу, ряд физиков ещё несколько десятилетий после 1905 года делал попытки восстановить доверие к эфирной модели. Дейтон Миллер в 1924 году объявил, что обнаружил «эфирный ветер». Результат Миллера не подтвердился, а намного более точные измерения (различными методами) вновь показали, что «эфирный ветер» отсутствует[23]. Другие физики пытались использовать для доказательства существования эфира эффект Саньяка, однако это явление полностью объясняется в рамках теории относительности[24]. Исследуются также возможные границы применимости теории относительности[25].
Причины отказа от концепции эфира
Главной причиной, по которой физическое понятие эфира было отвергнуто, стал тот факт, что это понятие после разработки СТО оказалось излишним. Из других причин можно назвать противоречивые атрибуты, приписываемые эфиру: неощутимость для вещества, поперечная упругость, немыслимая по сравнению с газами или жидкостями скорость распространения колебаний и др. Дополнительным аргументом стало доказательство дискретной (квантовой) природы электромагнитного поля, несовместимое с гипотезой непрерывного эфира.
В своей статье «Принцип относительности и его следствия в современной физике» (1910)[26] А. Эйнштейн детально объяснил, почему концепция светоносного эфира несовместима с принципом относительности. Рассмотрим, например, магнит, движущийся поперёк замкнутого проводника. Наблюдаемая картина зависит только от относительного движения магнита и проводника и включает появление в последнем электрического тока. Однако с точки зрения теории эфира в разных системах отсчёта картина существенно разная. В системе отсчёта, связанной с проводником, при перемещении магнита меняется напряжённость магнитного поля в эфире, вследствие чего создаётся электрическое поле с замкнутыми силовыми линиями, в свою очередь создающее ток в проводнике. В системе отсчёта, связанной с магнитом, электрическое поле не возникает, а ток создаётся прямым действием изменения магнитного поля на электроны движущегося проводника. Таким образом, реальность процессов в эфире зависит от точки наблюдения, что в физике недопустимо.
Позже, после создания общей теории относительности (ОТО), Эйнштейн предложил возобновить применение термина, изменив его смысл, а именно — понимать под эфиром физическое пространство ОТО[27]. В отличие от светоносного эфира, физическое пространство не субстанционально (например, нельзя приписать точкам пространства собственное движение и самоидентичность), поэтому для пространства, в отличие от эфира Лоренца-Пуанкаре, не возникает трудностей с принципом относительности[28]. Однако большинство физиков предпочло не возвращаться к использованию уже упразднённого термина.
Попытки возврата в физику понятия эфира
Часть учёных и после 1905 года продолжала поддерживать концепцию светоносного эфира, они выдвигали различные альтернативные теории и пытались доказать их экспериментально. Однако неизменно оказывалось, что теория относительности и теории, на ней основанные, находятся в согласии с результатами всех наблюдений и экспериментов, в то время как эфирные теории не могли описать всю совокупность опытных фактов.
В современных научных статьях термин «эфир» используется почти исключительно в работах по истории науки. Например, поиск этого термина в послевоенных выпусках журнала «Успехи физических наук» практически безрезультатен[29]. Тем не менее время от времени появляются предложения воскресить это понятие как полезное для физики.
Часть таких мнений носит скорее терминологический характер. Как уже говорилось выше, ещё Эйнштейн предложил называть эфиром физическое пространство, чтобы подчеркнуть, что оно имеет не только геометрические, но и физические атрибуты. Уиттекер позднее писал: «Мне кажется абсурдным сохранять название „вакуум“ для категории, обладающей таким количеством физических свойств, а вот исторический термин „эфир“ как нельзя лучше подходит для этой цели»[30]. Существенной поддержки эти предложения не получили.
Термин эфир изредка используется в научных работах при создании новой терминологии. Так, например, в работе A. de Gouvêa, Can a CPT violating ether solve all electron (anti)neutrino puzzles?, Phys. Rev. D 66, 076005 (2002) (hep-ph/0204077) под «CPT-нарушающим эфиром» подразумевается лишь определённого вида члены в потенциале нейтринного лагранжиана.
Более радикальные построения, в которых эфир выступает как субстанция (среда), вступают в конфликт с принципом относительности. Такой эфир за счёт очень слабого взаимодействия с обычным миром может приводить к некоторым явлениям, главным из которых является слабое нарушение лоренц-инвариантности теории. Ссылки на некоторые из этих моделей можно найти в SLAC Spires Database.
Лауреат Нобелевской премии по физике Роберт Б. Лафлин так сказал о роли эфира в современной теоретической физике:
Как это ни парадоксально, но в самой креативной работе Эйнштейна (общей теории относительности) существует необходимость в пространстве как среде, тогда как в его исходной предпосылке (специальной теории относительности) необходимости в такой среде нет… Слово «эфир» имеет чрезвычайно негативный оттенок в теоретической физике из-за его прошлой ассоциации с оппозицией теории относительности. Это печально, потому что оно довольно точно отражает, как большинство физиков на самом деле думают о вакууме… Теория относительности на самом деле ничего не говорит о существовании или несуществовании материи, пронизывающей вселенную… Но мы не говорим об этом, потому что это табу.[31]
Однако до настоящего времени не обнаружены какие-либо наблюдаемые физические явления, которые оправдали бы реанимацию концепции субстанционального эфира в какой-либо форме. Подавляющее большинство эфирных теорий пытается объяснить лишь небольшой набор экспериментальных фактов, игнорируя противоречие со многими другими фактами.
Использование термина «эфир» в культуре
Радио появилось задолго до того, как термин эфир вышел из научного употребления, и в профессиональной терминологии медиа-индустрии укоренилось немало связанных с эфиром словосочетаний: программа вышла в эфир, прямой эфир и т. п. Английская версия термина (Ether) присутствует во многих терминах электроники (например, «Ethernet»).
См. также
Примечания
- ↑ Эфир — статья из Физической энциклопедии
- ↑ Уиттекер, 2001, с. 23.
- ↑ Декарт. Первоначала философии, 1989, §64
- ↑ Спасский Б. И. История физики. — Т. 1. — С. 122-124.
- ↑ Кудрявцев П. С. Курс истории физики. — Т. 1. — С. 221.
- ↑ Уиттекер, 2001, с. 31.
- ↑ Терентьев И. В. История эфира, 1999, с. 66.
- ↑ Вавилов С. И. Исаак Ньютон, глава VI. 2-е доп. изд. — М.-Л.: Изд. АН СССР, 1945. (Переиздание: — М.: Наука, 1989.)
- ↑ Уиттекер, 2001, с. 38-39.
- ↑ Уиттекер, 2001, с. 126.
- ↑ Терентьев И. В. История эфира, 1999, с. 94—95.
- ↑ Уиттекер, 2001, с. 138.
- ↑ Спасский Б. И. История физики, 1977, Том I, cтр. 262.
- ↑ Спасский Б. И. История физики, 1977, Том I, cтр. 264—266.
- ↑ Уиттекер, 2001, с. 234.
- ↑ Спасский Б. И. История физики, 1977, Том II, cтр. 97—103.
- ↑ Уиттекер, 2001, с. 307—308.
- ↑ 1 2 3 4 Летопись жизни и деятельности Д. И. Менделеева / Ответственный редактор А. В. Сторонкин. — Л.: Наука, 1984. С. 150, 178, 179.
- ↑ Менделеев Д. И. Попытка химического понимания мирового эфира. — СПб.: Типолитография М. П. Фроловой. 1905. С. 5—40
- ↑ Керова Л. С. Некоторые особенности творчества Д. И. Менделеева // Эволюция идей Д. И. Менделеева в современной химии. — Л.: Наука. 1984. С. 8, 12
- ↑ Беленький М. Д. Глава шестая. Пасьянс // Менделеев. — М.: Молодая гвардия, 2010. — 512 с. — (Жизнь замечательных людей). — 5000 экз. — ISBN 978-5-235-03301-6
- ↑ Albert A. Michelson, Edward W. Morley. On the Relative Motion of the Earth and the Luminiferous Ether. The American Journal of Science. III series. Vol. XXII, No. 128, P.120 — 129.
- ↑ См. Повторения опыта Майкельсона.
- ↑ Малыкин Г. Б. Эффект Саньяка. Корректные и некорректные объяснения. Успехи физических наук, том 170, № 12 (2000)
- ↑ Эфир возвращается?
- ↑ Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырёх томах. М.: Наука, 1965—1967. Том I, стр. 138.
- ↑ Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырех томах. — М.: Наука, 1965—1967. Том I, стр. 682—689.
- ↑ Кузнецов Б. Г. Эйнштейн. Жизнь. Смерть. Бессмертие. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука, 1980. — С. 211-213, 531..
- ↑ Поиск в УФН по метаконтексту «эфир»
- ↑ Уиттекер, 2001, с. 16.
- ↑ Laughlin Robert B. A Different Universe: Reinventing Physics from the Bottom Down. — NY, NY: Basic Books, 2005. — P. 120–121. — ISBN 978-0-465-03828-2
Литература
dic.academic.ru
