Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Эфира в формировании понятия поля



В механике Ньютона тела взаимодействуют на расстоя­нии, и взаимодействие происходит мгновенно. Именно эта мгновенность передачи взаимодействий и обуславливает не­нужность какой-либо среды и утверждает принцип дальнедействия.Известно, что Декартом развивалась противоположная точка зрения на природу взаимодействий, согласно которой материя взаимодействует с материей лишь при непосредствен­ном соприкосновении. Таким агентом, передающим взаи­модействия от тела к телу, являются частички эфира. Эфир трактуется Декартом как тончайшая жидкость безграничной протяженности, существующая повсюду. Последователем Де­карта стал голландский математик и физик X. Гюйгенс. Изве­стны два альтернативных взгляда на природу света — корпуску­лярная точка зрения, отстаиваемая Ньютоном, согласно ко­торой свет — поток частиц, корпускул. И точка зрения Гюйгенса о волновой природе света, согласно которой свет — это волна, распространяющаяся в упругой механической сре­де, которая есть светоносный эфир. Наряду со светоносным эфиром для объяснения электрических свойств тел Б. Франк­лином вводится понятие электрического эфира, а Ф. Эпинусом — понятие магнитной жидкости. Как писал Кельвин: «Многие труженики и мыслители помогли выработать в XIX в. понятие «пленума» — одного и того же эфира, служащего для переноса света, теплоты, электричества и магнетизма». Тем не менее, идея абсолютного пустого пространства одерживает благодаря авторитету Ньютона победу над концепцией эфира вплоть до начала XIX в. И лишь работы Т. Юнга и О. Френеля по изучению явлений интерференции и дифракции света (яв­ления интерференции и дифракции сами по себе свидетельствуют именно о волновой природе света) приводят к возрождению концепции светоносного эфира.

Гипотеза упругих колебаний эфира на повестку дня вы­носила вопрос: неподвижен ли сам эфир или же он движется? Если он движется, то увлекается ли движущимися телами? Для спасения эфира были предприняты попытки различных ученых, которые привели к трем концепциям природы эфи­ра, высветив тем самым конкретные пути для разрешения вопроса о существовании эфира как такового. Первая из них определяла эфир как неподвижную среду, не увлекающуюся движущимися телами. Вторая гласила о полном увлечении эфира движущимися телами, вследствие чего различные слои эфира должны иметь различные скорости. И, наконец, тре­тья точка зрения, высказанная Френелем, о частичном увле­чении эфира движущимися телами. Проблемная ситуация в физической теории тотчас же стимулировала постановку экс­периментов, в ряду наиболее блистательных из которых — опыт А. Физо и опыт А. Майкельсона. Однако проблема ка­залась неразрешимой, ибо результаты опытов Физо свидетель­ствовали о частичном увлечении эфира, результаты опытов Майкельсона — о полном увлечении эфира, явление же абер­рации света указывает на то, что если эфир существует, то он неподвижен. Все точки зрения, базирующиеся на динами­ческих теориях эфира, оказались несостоятельными и были опровергнуты специальной теорией относительности Эйн­штейна, подготовив, тем не менее, необходимую почву для ее возникновения.



Хотя гипотеза эфира была устранена наукой XX в., она оставила, несомненно, важный след в формировании фи­зических понятий. Ведь принятие эфира — это, по существу, принятие точки зрения близкодействия— передачи взаимо­действия от одной точки эфира к другой, что привело в ис­следованиях М. Фарадея и Дж. Максвелла к выработке понятия поля.

У Максвелла мы находим констатацию существования поля как реальности и одновременно признание им материальной среды — эфира. Иными словами, поле он рассматривает как возбужденное состояние эфира. В дальнейшем поле как ре­альность наделяется теми же характеристиками, что и вещество, — энергией, массой, импульсом.

К началу XX в. физика изучает материю в двух ее прояв­лениях — веществе и поле.Обе эти модификации рассматри­ваются как равноправные, обе обладают такими характерис­тиками, как энергия, масса, импульс. Частицам вещества приписываются такие свойства, как дискретность, конечность числа степеней свободы, в то время как поле характеризуется непрерывностью распространения в пространстве; беско­нечным числом степеней свободы. Структура электромагнит­ного поля резюмируется в семи уравнениях Максвелла. Эти уравнения отличаются от уравнений механики. Уравнения ме­ханики применимы к областям пустого пространства, в кото­рых присутствуют частицы. Уравнения же Максвелла приме­нимы для всего пространства, независимо от того, при­сутствует ли там вещество (в том числе заряженные тела), иными словами, позволяют проследить изменения поля во времени в любой точке пространства, то есть получить урав­нение электромагнитной волны. Уравнения Максвелла по­зволяют описывать все известные электрические и магнитные явления. Исходя из своих уравнений, после ряда преобразова­ний, Максвелл устанавливает, что электромагнитные волны распространяются с той же скоростью, что и свет, и приходит к выводу о том, что свет — это электромагнитная волна, что было позднее, уже после смерти Максвелла, эксперименталь­но подтверждено Г. Герцем.



Поле возникает как развитие идеи эфира, утверждая прин­цип близкодействия, отвергая представления о пустоте, о ва­кууме. Интересно следующее обстоятельство: дальнейшая судьба этих понятий приведет к отрицанию существования эфира и свяжет представление о вакууме с наинизшим энер­гетическим состоянием уже квантованного поля (поля как совокупности виртуальных частиц). Идея же абсолютного пространства свяжется с представлением о неподвижном эфире как об абсолютной системе отсчета. Однако специальная тео­рия относительности лишит эфир его основного механическо­го свойства — абсолютного покоя. Ибо, по словам Эйнштейна, « введение «светоносного» эфира окажется измышлением, поскольку в специальной теории относительности не вводится «абсолютно покоящееся пространство», наделенное особыми свойствами». И эфир, будучи изгнан из физической теории, унесет с собой концепцию дальнодействия и концепции абсо­лютного пространства и абсолютного времени.

 

 

23. Предпосылки возникновения


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2017 год. Все права принадлежат их авторам!