Мировой эфир. Мировой эфир это

Эфир мировой - это... Что такое Эфир мировой?

Эфир мировой — Эфир (Светоносный эфир) термин, обозначавший в истории физики гипотетическую всепроникающую среду, колебания которой обнаруживают себя как свет или электромагнитные волны. Содержание 1 История 2 Модели эфира 3 Эфир в современной физике … Википедия

Эфир (мифологич.) — Эфир (греч. aither), в древнегреческой мифологии верхний, наиболее лёгкий и прозрачный слой воздуха, которого достигала вершина Олимпа, где находились олимпийские боги. По «Теогонии» Гесиода, Э. ‒ порождение Эреба (подземного Мрака) и Никты… … Большая советская энциклопедия

Эфир — I Эфир (греч. aither) в древнегреческой мифологии верхний, наиболее лёгкий и прозрачный слой воздуха, которого достигала вершина Олимпа, где находились олимпийские боги. По «Теогонии» Гесиода, Э. порождение Эреба (подземного Мрака) и… … Большая советская энциклопедия

Эфир — (от греч. aither воздух над облаками) 1) светоносный эфир, мировой эфир гипотетическая всепроникающая, всезаполняющая среда, которой в XIX веке приписывалась роль переносчика света и вообще электромагнитных воздействий; идея об эфире возрождается … Начала современного естествознания

ЭФИР — (греч. ?? ?? верхние слои воздуха) 1) термин др. греч. философии, один из элементов, т. н. пятая субстанция (после земли, воды, воздуха и огня). см. Квинтэссенция. 2) Э. миpовой, световой Э., гипотетич. всепроникающая… … Философская энциклопедия

ЭФИР — (от греч. aither воздух). 1) упругое, незначительной плотности вещество, наполняющее вселенную, колебаниями которого физики объясняют явления света, теплоты, электричества и т. п. 2) в химии: летучая жидкость, получаемая от соединения какой… … Словарь иностранных слов русского языка

Мировой эфир — Эфир (Светоносный эфир) термин, обозначавший в истории физики гипотетическую всепроникающую среду, колебания которой обнаруживают себя как свет или электромагнитные волны. Содержание 1 История 2 Модели эфира 3 Эфир в современной физике … Википедия

Эфир (космический аппарат) — Эфир Производитель … Википедия

эфир — эфира, мн. нет, м. [греч. aither]. 1. Первонач., в учении греческих философов тончайшая материя, наполняющая мировое пространство, т. наз. “пятая стихия” (квинтэссенция), в противоп. четырем основным (огню, воздуху, воде и земле). 2. перен.… … Толковый словарь Ушакова

ЭФИР — (греч. aither) мировой, световой эфир, гипотетич. всепроникающая среда, к рой наука прошлых столетий приписывала роль переносчика света и вообще эл. магн. вз ствий. Первоначально Э. понимали как механич. среду, подобную упругому телу. Соотв.… … Физическая энциклопедия

dic.academic.ru

Мировой эфир — с русского

Эфир (физика) — У этого термина существуют и другие значения, см. Эфир. Эфир (светоносный эфир, от др. греч. αἰθήρ, верхний слой воздуха; лат. aether) гипотетическая всепроникающая среда[1], колебания которой проявляют себя как электромагнитные волны… … Википедия

Эфир (космический аппарат) — Эфир Производитель … Википедия

Эфир мировой — Эфир мировой, световой эфир, гипотетическая всепроникающая среда, которой, по научным представлениям прошлых столетий, приписывалась роль переносчика света и вообще электромагнитных взаимодействий. Первоначально Э. понимали как механическую среду … Большая советская энциклопедия

translate.academic.ru

ошибка или предвидение? В. Храмов.

"Мировой эфир" Менделеева: ошибка или предвидение?

В. Храмов

Достаточно хорошо известно, что творец Периодической системы предсказал свойства нескольких еще не открытых элементов и что эти предсказания блестяще оправдались. Гораздо реже вспоминают, что Менделеев пытался выяснить химическую природу «мирового эфира» гипотетического вещества, наполняющего все мировое пространство и ответственного за электромагнитные явления. Вот что писал, об этом сам Менделеев в «Основах химии» *:&nbsp &nbsp &nbsp «Признание существования мирового (или светового) эфира, как вещества, наполняющего до конца всю вселенную и проникающего все вещества, вызвано прежде всего с блистательно оправдавшимся допущением объяснения причины света при помощи поперечных колебаний этого всепроницающего упругого вещества, что подробно рассматривается физикою. ___________* Впервые эта работа опубликована полностью отдельной брошюрой «Попытка химического понимания мирового эфира» СПб., 1905.

Вещество это считается невесомым лишь потому, что нет никаких способов освободить от него хотя малую долю пространства эфир проникает всякие стенки. Это подобно тому, что воздух нельзя взвесить, не освободив от него какой-либо сосуд, а воду нельзя взвесить в решете. Если мировой эфир упруг и способен колебаться, то уже из одного этого следует думать, что он весом (хотя его нельзя взвешивать), т. е. материален, как обычные газы. Если это так, то естественнее всего приписывать эфиру свойства, сходные с аргоновыми газами, потому что эти последние не вступают в химическое взаимодействие ни с чем, а мировой эфир, все тела проникая, тоже, очевидно, на них химически не действует; притом гелий оказался уже способным проникать даже чрез кварц. Если атомный вес эфира, как аналога аргона или гелия, назовем х (считая Н = 1), то плотность будет x/2, потому что в частице надо предполагать и для него лишь один атом. Если же так, то квадрат скорости v собственного движения частиц эфира будет превосходить квадрат скорости частиц водорода, во сколько раз плотность водорода превосходит плостность эфира, при равных температурах. Температуру небесного или мирового пространства ныне нельзя считать по всему, что известно, ниже 100°, вероятно, даже около 60°, а приняв среднее 80° при этой температуре, средняя скорость собственного движения частиц водорода близка к 1550 м в секунду, а потому:v2 : 15502 = 1 : х/2, &nbsp &nbsp &nbsp т. е. &nbsp &nbsp &nbsp x = 4300000/v2.&nbsp &nbsp &nbsp Для того, чтобы частицы (атомы) эфира могли наполнять (составлять атмосферу) небесного пространства, скорость их v, очевидно, должна быть столь велика, чтобы, преодолев притяжение всяких небесных тел, они могли вырваться из сферы их притяжения, подобно тому, как тела, брошенные вверх с земли, могут, оторвавшись от земли, взлететь в небесное пространство лишь тогда, когда их скорость более 11200 м в секунду, судя по соображениям аналитической механики. &nbsp &nbsp &nbsp Если бы представить звезду такой же средней плотности, как у солнца, но в 50 раз его превосходящую по массе, то для того, чтобы вырваться из сферы притяжения такого светила, тело или частицы должны были бы обладать огромною скоростью около 2240000 м в секунду. Но такие звезды, в 50 раз по массе превосходящие наше солнце, едва ли не составляют крайний предел массы светил Потому можно полагать, что v для частиц эфира недалека (но не меньше) 2000000 м в секунду, а отсюда, если эфир считать элементарным газом, сходным с аргоном, его атомный вес (принимая H = 1) х недалек от 0,000001».&nbsp &nbsp &nbsp Если бы Менделеев делал этот расчет сегодня, он использовал бы другие исходные данные и получил бы несколько иной результат. А именно: сейчас считается, что температура космического пространства равна примерно 250°С, а возможность существования «черных дыр» отодвигает верхний предел скорости убегания до скорости света, то есть до 3·108 метров в секунду. Если использовать эти цифры, атомный вес «мирового эфира» по Менделееву окажется равным 0,000000001. То есть масса его частицы равна примерно 10 33г.&nbsp &nbsp &nbsp Впрочем, какой смысл заниматься подобными расчетами, если давно уже доподлинно известно, что никакого «мирового эфира» не существует? Но ведь специальная теория относительности, накануне создания которой и была написана работа Менделеева, покончила с «мировым эфиром» лишь как с какой-то неподвижной средой, способной служить абсолютной системой отсчета. Менделеев же, по сути дела, лишь высказал предположение о существовании еще не открытой наименьшей частицы материи (теперь бы мы сказали элементарной), подобной благородным газам по своей инертности и способной покидать любые небесные тела, а потому вездесущей и всепроникающей... Так ли уж неправ был ученый?&nbsp &nbsp &nbsp В самом деле, развитие ядерной физики заставило Э. Ферми предположить, что существует элементарная частица нейтрино, движущаяся со скоростью света, обладающая нулевой массой покоя и крайне мало склонная взаимодействовать с веществом; уловить ее и зарегистрировать удалось лишь в недавнее время. А сейчас высказываются предположения, что масса покоя нейтрино не равна в точности нулю, а просто очень мала. Что если она окажется равной 10 33 грамма?&nbsp &nbsp &nbsp Создавая Периодическую систему, Менделеев проявил немалую научную смелость. Проявил он ее и предсказывая свойства всепроникающей частицы «мирового эфира» нейтрино. Истоки этой смелости можно понять, если внимательно прочесть еще один отрывок из «Основ химии».&nbsp &nbsp &nbsp «Не по эклектизму, а по сознанию, почерпнутому в изучении наук о природе, я держусь той «золотой середины», которая признает реальную невозможность найти «начало всех начал» и побуждает сознавать, что наука не может отличать сразу всего, а принуждена лишь скромно, ступень за ступенью, подниматься в недоступную высь, где индивидуально-частное примиряется с непознаваемым общим. Если то скромно реальное направление научного мышления, которого я держусь, и думаю, что с немалым сонмом других ученых, взяло опять верх над горделивою уверенностью, с которою ныне часто приходится встречаться, то по моему крайнему разумению не только успехи науки ускорились бы, но и стало бы просто легче жить, руководствуясь добытым, но не останавливаясь перед трудностями, возникающими при стремлении постепенно подняться еще выше и проникнуть еще дальше».&nbsp &nbsp &nbsp Интересно, что покажет будущее...

______________И будущее не заставило себя долго ждать: см. "И все-таки есть масса!" Александр Алешин. "Знание - сила" № 9-10, 1998.

omdp.narod.ru

Эфир (физика) - это... Что такое Эфир (физика)?

У этого термина существуют и другие значения, см. Эфир.

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

dik.academic.ru

Мировой эфир, это иные миры.

Лалетин А.П. Бесконечность размеров вселенной ничем не ограничивает скорость линейного движения фрагментов материи. Потому было бы довольно глупо считать что во вселенной не существует таких же гигантских групп материальных объектов, кои мы наблюдаем в пределах наших визуальных возможностей, но на столько отличающихся по скорости и вектору движения, что мы просто не способны их видеть. То есть сквозь нас мчится неисчислимое число миров с гипер световыми скоростями, и благодаря орбитальному строению фрагментов материи, для нас материя этих миров представляется в виде мельчайших частиц космического излучения. При чем, чем выше скорость пролета материи, тем более мелкими фрагментами она предстает для другой. Этот эффект возникает потому, что плотность любого фрагмента материи есть только видимая фикция. Если для наших бытовых скоростей атом успевает создать видимость плотного фрагмента, то уже на световых скоростях его орбитальные фрагменты не успевают совершить такого количества оборотов вокруг ядра и его фиктивность занимаегого объема становится реальностью и сквозь него уже совершенно спокойно сможет проникнуть другой такой же атом. А с еще большим повышением скорости, проницаемыми становятся и те фрагменты из коих состоит и сам атом. Потому что все фрагменты материи являются орбитальными системами до бесконечности вглубь. Кажущееся многообразие предложенных механизмов строения эфира сводится к довольно малому числу предлагаемых вариантов, и потому нет никаких трудностей в выяснении, какая же из этих моделей способна соответствовать наблюдаемой реальности. Вариант первый, эфир-некая среда, вихри которой образуют материю.Вариант второй, эфир-материальная сверх текучая среда.Вариант третий, эфир-кристалл(нематериальный с вихрями образующими материю)И мой вариант, эфир-изотропный поток материи миров, всех скоростей и направлений. Двигаться способна только материя. Следовательно, если имеются вихри, то и материя уже существует. Тогда не понятно, какую еще материю надо этим вихрям образовывать. И о вихрях. Существование вихря требует строго определенных условий, большая часть которых неосуществима в открытом космическом пространстве, в коем и существует мировой эфир. Для существования вихря требуется перепад давления и температуры в подвижной среде находящейся над плотной поверхностью, что может существовать только в условиях гравитационного тяготения в сторону этой плотной поверхности. Структура строения вихря радикально не соответствует строению атомов и молекул.Вихри состоят из разреженной центральной зоны пониженного давления, и закрученной вокруг нее плотной части, в которой сосредоточена основная масса всего вещества составляющего вихрь. Молекулы и атомы являются орбитальными системами, в которых основная масса всего образования находится именно в центральном сферическом ядре. Исходя из этого можно смело отметать все эфирные версии, основывающиеся на вихревом строении материи. Ошибка заключалась в том, что запредельно высокие угловые скорости орбитального вещества в молекулах и атомах, для нашего медлительного наблюдения, внешне напоминают вихревой тор. Но надо же понимать что это всего лишь результат прецессии орбитального движения. Эфир-среда. Следует понимать что это среда мирового эфира, и потому говорить о том, что статика этой среды непременно совпадает со статикой нашей земли, то есть даже еще хуже, движение мирового эфира совпадает с скоростью и вектором движения именно нашей земли, это не серьезно. Следовательно по какому-то из векторов нашего движения в этой эфирной среде, непременно наблюдалась бы некая весьма серьезная аномалия физ. Свойств полей и излучений. В виду того, что ничего подобного не обнаруживается, можно сильно усомниться в реальности таковой среды. Эфир кристалл, в котором некие, то ли дыры, то ли вихри порождают материю. Но тогда непонятно почему это кристалл, если он еще не материя, а оная только порождается в нем, то и кристалл будет только порождением этой субстанции. Откуда может быть такая уверенность что некая до материальная субстанция вдруг обладает свойствами порождаемого ею же кристалла. Скорее всего это слишком большое желание соригинальничать породило такой фортель, прикольно что пустое оказалось самым твердым, а твердое пустым. Слава Богу, этот фортель не вяжется ни логически, и никак вообще. К тому же, эфир обязан совмещать невероятную мощность с невероятной разреженностью, что может быть осуществимо только в двух вариантах, либо частицы эфира сверх малы, но имеют запредельно высокую скорость линейного движения, это в варианте лучевого изотропного потока, либо эти частицы имеют вращательное движения, это в варианте статичной среды. Но, во первых вращательное движение ограниченно скоростью света, а этой скоростенки маловато будет для эфирной сверх энергетичности, во вторых мы уже выяснили причину отсутствия статичной среды-эфира в реальности. Да и вращательное движение фрагментов эфира не давало бы постоянного линейно векторного давления, которое явно наблюдается в гравитационном поле. А все поля, как известно мне, а теперь и вам, являются аномалиями эфира. Выходит так, что эфиром не может быть никакая среда, статичная по отношению к самой себе, следовательно эфир, это ни кристалл, ни жидкость, ни газ. На роль эфира годятся только весьма разреженные потоки довольно мелких фрагментов материи, довольно высоких скоростей, значительно превышающих скорость света, со всех сторон в любую точку пространства. И оказывается, что такие потоки реально наблюдаются. Может возникнуть вопрос, что создает эти потоки. Но тогда скажите, а что создало наш известный нам видимый мир?! Да ничто не создало, он просто существует, так же как и всегда существовал. И дело в том, что вселенная бесконечна, и в пустоте пространства вселенной нечему препятствовать ускорению линейного движения. Исходя из этого было бы довольно глупо думать что в бесконечных просторах вселенной вся материя имеет скорость и направление движения именно таковые, с какими движется наш видимый мир. Иными словами, это означало бы, что ежели разогнаться на космическом корабле до скорости света по отношению к видимому нами миру, то вокруг мы бы не увидели ничего кроме темноты пустого пространства, потому что удаляясь от известных нам космических объектов со скоростьюС, они непременно перестали бы быть видимыми для нас. Глубоко убежден, что до какой бы скорости не разгонялся бы косм. Корабль, с него всегда можно будет наблюдать густо населенный различными галактиками мир. А это означает, что во вселенной существует бесконечное число миров, разделенных между собой по скорости и вектору движения. Разделение это соблюдается только в невозможности визуального наблюдения, но физическое взаимодействие всех миров существует постоянно, и выражается оно как воздействие лучевого эфира. Каждый из миров является для всех остальных миров, частью мирового эфира, и все остальные миры для каждого мира в отдельности, являются потоками лучевого эфира. Материя состоит из отдельных фрагментов, объединенных в орбитальные системы, до бесконечности вглубь. Скорость движения по орбитам ограничивается скоростью света, и потому чем меньше фрагменты материи, тем выше угловая скорость движения его орбитальных фрагментов. Потому существует зависимость проницаемости фрагментов материи от скорости проникновения. Чем выше скорость сквозного пролета, тем меньшими фрагментами материи эти объекты представляются один для другого.По этой причине эфирные потоки, которые по сути являются полноценными мирами подобными нашему видимому, не уничтожают один другого, а представляются только невероятно малыми фрагментами эфира, создающими эфирное давление, которое и формирует материю в сферические формы, создает все поля и вообще является сутью всех происходящих физических процессов.

foren.germany.ru

Эфир мировой — с русского

Эфир (космический аппарат) — Эфир Производитель … Википедия

translate.academic.ru