XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся Старт в науке
- Авторы
- Руководители
- Файлы работы
- Наградные документы
1МБОУ «Лицей»
Ларионов В.В. 11МБОУ «Лицей»
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF
Введение
Эфир впервые упоминается еще в древности,в трудах древнегреческих ученых. Тогда его представляли как «заполнитель пустоты» в Космосе. Первая теория светоносного эфира была выдвинута в XVII веке Рене Декартом. Позже существовало много теорий, но в конце XIX века стали появляться сомнения и, наконец, Альберт Энштейн выдвинул свою теорию относительности, которая объясняла все физические явления и не требовала понятия эфира.
Но почему тогда сейчас теорию эфира стали вспоминать? Давайте узнаем, что такое эфир с точки зрения разных ученых и почему теорию эфира отвергли?
Предмет исследования:
Различные теории мирового эфира
Цель исследования:
Исследовать различные теории мирового эфира
Задачи исследования:
Исследовать разные теории мирового эфира и сравнить их
Узнать об опытах, которые были проведены в этой области
Узнать почему эфир был отвергнут
Рассказать о значении эфира в физике
Методы исследования:
Анализ информации сети Internet
Изучение различных книг по этой теме
Общее определение эфира
Эфир — (от др.
-греч. α?θ?ρ, верхний слой воздуха; лат. Aether). В разных теориях он понимается по разному, но для того чтобы понять о чем вообще идет речь можно использовать такое определение: Эфир- гипотетическая всепроникающая среда, колебания которой проявляют себя как электромагнитные волны.
Еще в древние времена, греческие философы стали задумываться: «из чего состоит материя». Они представляли эфир как «заполнитель пустоты», «пятый элемент» (огонь, вода, воздух, земля и эфир). Эфир для них был как нечто непостижимое, и использовался для того, чтобы объяснить вещи, для них необъяснимые, то есть из чего состоят звезды, солнце. Эти представления держались до XVII века.
Теория Рене Декарта
П одробно разработанная гипотеза о существовании физического эфира была выдвинута в 1618 году Рене Декартом.
Сложно представить абсолютную пустоту.
Декарт первый предписал эфиру механические свойства. Теорию эфира он применил для объяснения гравитации и света. Высокая твердость частиц вызывает быстрое распространение импульсов изменений. Эти импульсы, при достижении земли, мы чувствуем как тепло и свет. А силу тяжести Декарт объяснил давлением эфирных частиц на землю.
Это были одни из первых научных попыток объяснить основные физические явления.
Эфир в периодической таблице Менделеева
Менделеев, понимал, что Периодический закон не имеет научного обоснования. В ранних работах Менделеев предполагал, что специфическое состояние газов при большом разрежении или особый газом с очень малым весом может быть эфиром. Потом Менделеев сформировал нулевую группу периодической таблицы, но также оставил место для более лёгких, чем водород, элементов.
Однако, Менделеев не включил Короний и Ньютоний в заключающие издания «Основ химии», признавая отсутствие экспериментальных доказательств.
Теория Джеймса Максвелла.
Максвелл был одним из тех, кто связывал эфир с электромагнетизмом. Во второй половине XIX века он предложил новую модель эфира. В ней эфир представлял собой среду, вращающуюся вокруг магнитных силовых линий. С помощью этой теории Максвелл написал свои знаменитые уравнения.
Незадолго до смерти Дж. К. Максвелл указал, что при движении Земли сквозь эфир на ее поверхности должен присутствовать так называемый эфирный ветер, который соответственно должен изменять скорость света, распространяющегося в эфире. К сожалению, отмечал Максвелл, все методы измерения изменения времени прохождения света на отрезке пути требуют возвращения света в исходную точку, поэтому разница во времени оказывается зависящей от отношения квадратов скоростей эфирного ветра и скорости света, а это очень малая величина, и ее практически нельзя измерить.
Опыты Миллера, Майкельсона и Морли.
А. А. Майкельсон- американский физик, лауреат Нобелевской премии, изобретатель интерферометра. Был страстным приверженцем теории эфира. С 1887 года, в течении десятилетий он совершенствовал свой интерферометр, предназначенный для обнаружения разности фаз света, проходящих вдоль и поперек движения Земли.
И нтерферометр- оптический измерительный прибор, в котором луч света расщепляется надвое полупрозрачным зеркалом. В результате чего получаются два, расходящихся под прямым углом, луча. Эти лучи отражаются от двух зеркал-отражателей, равноудаленных от полупрозрачного зеркала и возвращаются обратно на полупрозрачное зеркало. Результирующий пучок света позволяет наблюдать интерференционную картину и выявлять малейшее запаздывание.
Результат первого эксперимента Майкельсона был отрицательным. Смещения полос не совпали по с теоретическими.
Статья о результатах опыта вызвала критику ведущего физика-теоретика Хендрика Лоренца, который указал, что теоретическая точность опыта была завышена.
В 1887 году Майкельсон совместно с Эдвардом Морли, провёл аналогичный, но более точный эксперимент, показавший, что наблюдаемое смещение меньше теоретического. В теории эфира смещение должно быть пропорционально квадрату скорости, поэтому результаты равносильны тому, что относительная скорость Земли в эфире меньше её орбитальной скорости.
Этот эксперимент повлиял на Лоренца, который вскоре выдвинул гипотезу о сокращении материальных тел в направлении движения в неподвижном и эфире .
В 1905 г. Морли совместно с К. Миллером провели новый эксперимент. Для этого они усовершенствовали интерферометр Майкельсона, увеличив его точность. Миллер принял решение переместить аппарат на холм. После сери наблюдений, которые дали определённый положительный эффект.
К сожалению, потом Миллер заявил, «эфирный ветер», является следствием статистических ошибок и неучёта температурных эффектов.
После этого, многие ученые проводили этот опыт с еще большей точностью, но результаты были отрицательные.
Теория эфира Лоренца
Развивая свои взгляды на оптические и электромагнитные явления в движущихся телах, Лоренц вплотную подошел к утверждению принципа относительности для электромагнитных явлений. Смысл принципа заключался в невозможности установить покоится данная система или движется равномерно и прямолинейно. Лоренц высказал предположение, что обнаружить относительное движение Земли и эфира невозможно в принципе. Это привело к формулировке преобразований Лоренца, где полная формулировка локального времени сопровождается определенным замедлением времени электронов, движущихся в эфире. Правда позже Лоренц заметил что, время, обозначенное часами, покоящимися в эфире он считал как истинное, тогда как локальное время рассматривалось им как чисто математический приём. Поэтому теорема Лоренца с современной точки зрения рассматривается как математическое преобразование из «реальной» системы, покоящейся в эфире, в выдуманную систему в движении.
После этого Анри Пуанкаре усовершенствовал и обосновал математически работу Лоренца.
Именно он первый сформулировал универсальный принцип относительности и провел первый попытки по согласованию его с электродинамикой.
Тем не менее, он использовал понятие эфира как реальную, но необнаружимую среду. Из за этого основная масса историков науки считают, что Пуанкаре не смог создать специальную теорию относительности.
Никола Тесла и эфир
Тесла известен как сторонник эфира, благодаря своим многочисленным опытам и экспериментам, имевшим целью показать наличие эфира как особой формы материи, поддающейся использованию в технике. Он предполагал, что эфир — это суперлёгкий газ, состоящий из сверхмалых частиц, которые движутся с бешеной скоростью.
Теория эфира вызывала жаркие споры среди учёных-физиков. Создание квантовой теории вещества и электромагнетизма упразднило необходимость использования физической модели эфира. Однако Тесла теоретической физикой не занимался, он был практиком.
И, по его убеждению, эфир был единственным приемлемым объяснением тех физических феноменов, которые он исследовал. Эта убеждённость выводила Теслу за грань серьёзных дискуссий о тайнах мироустройства и делала фигуру изобретателя для большинства учёных-физиков малоинтересной. Однако результаты опытов Теслы либо не имели убедительных объяснений, либо подтверждали его правоту! Получается, если эфира не существует, то множество его трудов бессмысленны.
Тесла бесспорно был гением. Он принес миру множество открытий и продвинул время намного вперед, например: переменный ток, радио связь и теория полей. Но так как после смерти Теслы большинство его бумаг было утеряно, многие сенсационные изобретения которые якобы связаны с его именем считаются мифами. Ему приписывают изобретение летающих тарелок, лучевого оружия и прочих К сожалению нет достоверных сведений и документов об этом. Кто знает, быть может, если бы Тесла прожил подольше, он подарил бы человечеству ключи к будущему.
А может это и к лучшему, так как люди использовали бы его изобретения не в мирных целях, и он намеренно скрыл их.
Отвержение теории эфира
После опытов Майкельсона- Морли все стали еще больше сомневаться существовании подвижного эфира. В 1692 Лоренц предположил, что эфир неподвижен и длина любого тела сокращается в направлении его движения. В следствие чего «эфирный ветер» очень сложно обнаружить. В 1910 году А. Эйнштейн (рис. 16) в статье «Принцип относительности и его следствия в современной физике» объяснил, посему теория светоносного эфира несовместима с принципом относительности.
В СТО- специальной теории относительности Эйнштейна эфир оказался попросту ненужным, так как она легко объясняла все физические явления. Однако совсем отказываться от эфира Эйнштейн не собирался. Он предлагал использовать эфир в качестве физического пространства. Но большинство физиков решило не возвращаться к эфиру.
Возвращение к эфиру в наши дни
Сейчас термин «эфир» в науке почти не используется. Так как у большинства физиков он ассоциируется с механическими моделями, которые характеризуются скоростью среды в каждой точке, а известные физические поля не имеют подобных свойств.
В теории относительности существует необходимость в пространстве. И самое подходящее для этого- эфир. Но пока что нет экспериментальных доказательств этого утверждения/
С эфиром также связывают квантовую физику. Один из основателей квантовой механики Поль Дирак (рис. 17) предположил, что эфиром может быть квантовый вакуум, но эта гипотеза не получила широкой поддержки научного общества. В настоящее время некоторые ученые сравнивают эфир с темной материей. Но это не имеет ничего общего с историческим понятием эфир.
Заключение
В ходе работы я:
Изучил наиболее известные теории эфира;
Узнал много новых ученых, которые внесли огромный вклад в развитие физики.
Ознакомился с интересными опытами в области изучения эфира.
Повысил свои навыки в сборе и обработке информации.
Мировой эфир- очень сложная тема. Потому что не существует его точного описания. Ко всему этому добавляется малый объем информации об эфире. В работе я описал наиболее известные теории эфира в хронологическом порядке. И основные причины отказа от нее. Эта информация может быть полезна для людей увлекающихся физикой. Несмотря на то, что эта тема сложная и запутанная, она заинтересует некоторых людей.
Вывод: Я думаю «хоронить» эфир рано, и нужно продолжить исследования в этой области, так как существуют спорные моменты в всеми известной теории относительности. Открытие эфира даст человечеству «ключи к будущему».
Подводя итоги к проделанной работе, можно сказать, что поставленная мной ранее цель выполнена.
Список литературы и интернет источников:
Декарт Рене.
Первоначала философии; Сочинения в двух томах: Мысль, 1989.
Whittaker, Edmund Taylor. A History of the theories of aether and electricity; Dublin: Longman, Green and Co; 1910.
Роузвер Н. Т. Перигелий Меркурия. От Леверье до ЭйнштейнаМир; 1985; 246 с.
Опыт Майкельсона-Морли
https://elementy.ru/trefil/21167/Opyt_MaykelsonaMorli
Рене Декарт
http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/History/Persones/Descartes.html
Альбер Эйнштейн
http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/History/Persones/Einstein.html
Теории эфира
https://ru.wikipedia.org/wiki/Теории_эфира
Проблема «нулевых» в работах Менделеева
https://www.
nkj.ru/archive/articles/23734/
Краткая биография Хендрика Лоренца
https://citaty.su/kratkaya-biografiya-xendrika-lorenca
Просмотров работы: 634
эфир и использование силы вселенной
Более 100 лет назад Никола Тесла придумал технологии, которые мы сегодня до сих пор не можем понять.
В конце 1800-х годов Никола Тесла говорил о технологии антигравитации; летающих тарелках; питаемых особыми катушками Тесла, и «эфире». На который воздействовала животворная творческая сила.
Я разработал динамическую теорию гравитации во всех деталях и надеюсь рассказать об этом миру очень скоро. (Никола Тесла).
Большинство вещей, которые вы видите вокруг себя сегодня: электричество; радио; дроны; флуоресцентное освещение; неоновые огни; радары; микроволновые печи и десятки других удивительных изобретений. Это результат одной мысли Николы Теслы.
Никола Тесла – человек, которого мало упоминают в учебниках истории, но он отвечает за футуристические технологии, Которыми мы наслаждаемся сегодня, которые были созданы этим гением более ста лет назад.
Ум Теслы вышел за рамки обычных технологий. Фактически, Никола Тесла зарегистрировал замечательный патент в 1928 году. В патенте № 1,655,144 описывается летательный аппарат, который странным образом напоминал самолет и вертолет. Но это был патент на машину, для которой требовалась силовая установка.
Перед смертью Никола Тесла разработал то, что он назвал «космическим двигателем» или двигательной установкой с защитой от электромагнитного поля.
Никола Тесла: Энергия из нескончаемого эфира. Ненужное изобретение. (Последнее, прижизненное интервью о его изобретении). видео: vk.com
Динамическая теория гравитации
В 1897 году, когда Тесла представил свою динамическую теорию гравитации.
Он сказал, что все тела излучают микроволны, напряжение, частота которых определяются их электрическим составом и относительным движением.
Более ста лет назад Николе Тесла удалось измерить микроволновое излучение нашей планеты. И он пришел к выводу, что его длина составляет всего пару сантиметров.
Тесла продолжает говорить, что частота и напряжение микроволнового излучения Земли сильно зависели от скорости и массы “нашего дома”.
Гравитационное взаимодействие с другими небесными телами, такими как Солнце. Определялось взаимодействием микроволн между небесными телами.
Тесла подтвердил это, разместив две металлические пластины на определенном расстоянии друг от друга. И электрифицировав их токами высокого напряжения и высокой частоты («токи Тесла» или «микроволны»). При достаточно высоком напряжении и частоте, пространство между ними становилось «твердотельным».
Он также работал только с одной пластиной, подвешивая цинковую пластину (1/8 дюйма толщиной x 12 дюймов, весом около двух фунтов) в воздухе.
Тесла не только занялся «потусторонними» технологиями, но и пошел дальше. Занимаясь другими увлекательными предметами, которые в конечном итоге привели его к эфиру.
Говоря о своих исследованиях, в неопубликованной статье «Величайшее достижение человека». Тесла изложил свою динамическую теорию гравитации, заявив, что «светоносный эфир заполняет все пространство».
Эфир Жизни
Тесла сказал, что эфир находится под действием животворной творческой силы. Эфир бросается в «бесконечно малые водовороты» («микровихри»). Со скоростью, близкой к скорости света, становясь весомой материей. Затем сила спадает и движение прекращается. Материя возвращается в эфир (форма «атомного распада»).
Человечество тоже может использовать эти процессы:- Получать материю из эфира.
- Создавать все, что он хочет, с полученной материей и энергией.
- Изменять размер Земли.
- Управлять временами года (контроль погоды).
- Направлять путь Земли через Вселенную, как космического корабля.
- Вызывать столкновения планет.
- Создавать новые солнца и звезды, тепло и свет.
- Зарождать и развать жизни в бесконечных формах.
Интересно, что Тесла вышел за рамки изобретений и занялся чем-то большим. Фактически, когда мы читаем об «эфире» Николы Теслы, мы понимаем, насколько далеко впереди остального мира был этот гениальный ум.
“Я проработал все детали и надеюсь подарить миру “чудеса” очень скоро”. Он объясняет причины этой силы и движения небесных тел под ее влиянием настолько убедительно. Что положит конец пустым спекуляциям и ложным представлениям, например, об искривленном пространстве.
Только существование силового шва может объяснить наблюдаемые движения тел. Его предположение не требует кривизны пространства.
Вся литература на эту тему бесполезна и обречена на забвение. Таковы все попытки объяснить работу Вселенной без признания существования эфира и той незаменимой функции, которую он играет в непознанных явлениях. (Никола Тесла).Все вышесказанное можно интерпретировать так, как если бы Тесла говорил, что с помощью науки человечество может фактически стать единым целым с творцом.
“Безграничные возможности уже здесь, нам не нужно их изобретать, нам просто нужно найти способ увидеть это, почувствовать это и использовать его”. Тесла, возможно, нашел способ, но остальное человечество не было к нему готово.
Источник
Никола Тесла на Tumblr
Автор J. J. J.
Эфир считается универсальной средой, состоящей из первичной субстанции, разреженной до неузнаваемости, которая заполняет все пространство и соединяет всю материю. Эта среда, или силовое поле, отвечает за действие на расстоянии — понятие, при котором объект может взаимодействовать с другими объектами, даже если они разделены в пространстве.
Эта идея до сих пор сбивает с толку современных физиков, но Никола Тесла понял ее задолго до того, как Альберт Эйнштейн придумал свою 9-ю теорию.0005 «жуткие действия на расстоянии» .
Прежде чем я перейду к объяснению эфира Теслой, я должен сначала вспомнить знаменитый эксперимент Майкельсона-Морли 1887 года, потому что я знаю, что некоторые читатели сразу же напомнят об этом. Эксперимент был предназначен для обнаружения эфира с помощью световых лучей и зеркал для регистрации скорости света в эфире относительно движения Земли вокруг Солнца; однако двум ученым не удалось обнаружить эфир, и это стало одним из самых известных неудачных экспериментов в истории. Удивительно, однако, что экспериментаторы не учли тот факт, что скорость света относилась к скорости наблюдателя, движущегося вместе с аппаратом, что привело к нулевому эффекту. Наоборот, он доказал, что средняя скорость света при движении туда и обратно между светоделителем и зеркалом не зависит от движения в пространстве.
В любом случае, физики согласились, что эфир по своей природе не может быть обнаружен и не нужен для объяснения того, как свет распространяется в пространстве.
Именно Генрих Герц одновременно с экспериментом Майкельсона-Морли продемонстрировал понятие действия на расстоянии, доказав существование электромагнитных волн, впервые предсказанных Джеймсом Клерком Максвеллом в 1864 году. Поскольку эти волны распространяются в пространстве, существует должна быть средой, несущей волны. Как и Максвелл, Герц постулировал, что эфир не имеет структуры за пределами понимания, но все же тверд и обладает жесткостью, несравненно большей, чем самая твердая сталь. Тогда считалось, что электромагнитные волны — это поперечные волны (волны, колеблющиеся под углом девяносто градусов).
В начале 1890-х годов Никола Тесла повторил эксперименты Герца со значительно улучшенным и гораздо более мощным аппаратом, придя к выводу, что то, что наблюдал Герц, было продольными волнами в газовой среде, распространяющимися посредством попеременного сжатия и расширения.
Обнаружив эти результаты, Тесла заявил, что свет и другие электромагнитные волны не являются поперечными волнами (теория, которой до сих пор верят в традиционной физике), а представляют собой продольные возмущения в эфире, включающие чередующиеся сжатия и разрежения. По его собственным словам, « свет не может быть ничем иным, как звуковой волной в эфире. Поскольку свет имеет такое постоянство скорости, его можно объяснить, только если предположить, что он зависит исключительно от физических свойств среды, особенно от плотности и силы упругости». Только после того, как Никола Тесла встретился с Герцем и объяснил свои результаты, Герц изменил свои взгляды на эфир и признал, что это газообразная среда, а не стационарная.
Полагая, что эфир является одним из наиболее важных результатов современных научных исследований, Тесла отказался отказаться от него, потому что, по его мнению, эфир был важным ключом к пониманию того, как электрическая энергия может перемещаться в пространстве без проводов.
Он продемонстрировал это явление в многочисленных экспериментах и лекциях на протяжении 189 лет.0 с.
Только в 1896 году Тесла наконец получил экспериментальное доказательство существования эфира. Он изобрел новую форму вакуумной трубки, которая могла заряжаться до любого высокого потенциала и работать при давлении до 4 000 000 вольт. В 1929 году Тесла говорил об этих электронных лампах: « Одним из первых поразительных наблюдений, сделанных с помощью моих трубок, было то, что вокруг конца трубки на несколько футов образовалось багровое свечение, и я с готовностью установил, что это происходит из-за освобождение зарядов частиц, как только они вышли в воздух; ибо только в почти идеальном вакууме эти заряды могли быть заключены в них. Коронный разряд доказал, что помимо воздуха в пространстве должна быть среда, состоящая из частиц неизмеримо меньших, чем частицы воздуха, иначе такой разряд был бы невозможен. При дальнейшем исследовании я обнаружил, что этот газ был настолько легким, что объем, равный объему Земли, весил бы всего около одной двадцатой фунта».
Чтобы объяснить плотность эфира, Тесла обратился к уравнениям Уильяма Томсона. В 1932 году Тесла сказал: «Его плотность была впервые оценена лордом Кельвином и в соответствии с его обнаружением столба с поперечным сечением в один квадратный сантиметр и такой длины, что свет, распространяющийся со скоростью триста тысяч километров в секунду, потребуется один год, чтобы пересечь его, должен весить 4,8 грамма. Это примерно вес призмы из обыкновенного стекла того же сечения и длины в два сантиметра, что поэтому можно принять за эквивалент эфирного столба по поглощению. Таким образом, столб эфира в тысячу раз длиннее поглотил бы столько же света, сколько двадцать метров стекла. Однако существуют солнца на расстоянии многих тысяч световых лет и очевидно, что практически никакой свет от них не может достичь Земли. Но если эти солнца испускают лучи, несравненно более проникающие, чем лучи света, то они будут немного затемнены, и поэтому совокупное количество излучений, льющихся на землю со всех сторон, будет неизмеримо больше, чем то, которое доставляет ей наше светило.
Если бы световые и тепловые лучи были бы такими же проникающими, как космические, то непрекращающееся сияние было бы таким яростным, а жар — таким палящим, что жизнь на этой и других планетах не могла бы существовать».
Согласно эфирной теории Николы Теслы, вся материя во Вселенной метаморфизируется из эфира. Когда эфир приходит в движение, он становится грубой материей. Таким образом, вся материя есть просто эфир в движении. В 1900 году Тесла сказал: «Придя в движение, эфир становится материей, воспринимаемой нашими чувствами; движение прекращается, первичная субстанция возвращается в свое нормальное состояние и становится незаметной. Если эта теория строения материи есть не просто красивая концепция, содержащаяся в своей сущности в старой философии Вед, а физическая истина, то, если эфирный вихрь или атом разлетятся от удара или затормозятся и остановятся при охлаждении любая материя, какой бы она ни была, исчезла бы в кажущееся ничто, и, наоборот, если бы эфир был приведен в движение какой-либо силой, материя снова образовалась бы.
Таким образом, с помощью холодильной машины или других средств для остановки движения эфира и электрической или другой силы большой силы для образования эфирных вихрей человеку представляется возможным уничтожить или создать по своей воле все, что мы можем воспринять посредством наше тактильное чувство».
Таким образом, Тесла экспериментировал и доказал свои теории, используя научный метод. Его методы были намного лучше, чем у других физиков его времени, потому что он сам изобрел двигатели и трансформаторы, чтобы помочь в своих экспериментах. К ним относятся асинхронный двигатель, его катушка Telsa и многие другие устройства. В будущем эфир можно будет называть темной материей, силой и т. д., но теория эфира Николы Теслы будет доказана в ближайшие годы.
Вечный поиск эфира
Один из самых важных научных экспериментов всех времен потерпел полную неудачу.
В 1887 году Альберт Майкельсон и Эдвард Морли создали свой проект в подвале общежития университета в Кливленде, штат Огайо.
Идея заключалась в том, чтобы отражать световые лучи от зеркал в разных направлениях и измерять их скорость. Двое исследователей думали, что их долгожданный результат — обнаружение света, движущегося с разной скоростью, — поможет доказать существование эфира.
Иногда для продвижения вперед требуется неудача.
Эфир был невидимым материалом, который, как считалось, пронизывал все пустое пространство во вселенной, и использовался известными мыслителями от Аристотеля до Исаака Ньютона для объяснения тайн мира природы. Широко разрекламированный эксперимент Майкельсона-Морли, поскольку событие 1887 года вошло в историю, был направлен на обнаружение существования этого не поддающегося обнаружению вещества.
Вместо этого он ничего не нашел.
Эксперимент будет провален как неудача, положившая конец теории, доминировавшей в физике на протяжении 2000 лет. Но последствия эксперимента Майкельсона-Морли привели к идее универсальной скорости света, вдохновили Эйнштейна на прорывы в области теории относительности и открыли дверь во многие области современной физики.
Иногда требуется неудача, чтобы двигаться вперед.
Бюст Аристотеля.
Wikimedia Commons / Public DomainЭфир многое значил для многих людей. Древние греки считали эфир богом света и пятым элементом вселенной. Для средневековых алхимиков это был легендарный философский камень, который мог превращать свинец в золото и продлевать жизнь. Столетия спустя ученые раннего Нового времени, такие как Рене Декарт и Никола Тесла, все еще указывали на эфир для объяснения фундаментальных природных явлений, таких как гравитация и свет. Однако эфира не существует и никогда не существовало. Возможно, это самая устойчивая воображаемая концепция в истории науки.
Эфир был изобретен древними. В греческой мифологии он описывал чистый воздух, которым боги дышали на небесах, в отличие от обычного воздуха, которым дышали смертные на Земле.
Слово «эфир» происходит от греческого aithêr , что означает «верхний воздух».
Греческая мифология описывала чистый воздух, которым боги дышали на небесах, в отличие от обычного воздуха, которым дышали смертные на Земле, и пошла дальше этого. Эфир также был греческим богом, одним из первенцев пантеона, изначальным богом света и неба. Этот яркий, божественный эфир был классической философской версией нашей верхней атмосферы. В платоновской теории космоса он пишет, что существуют разные виды воздуха, и «самая яркая часть называется эфиром».
Эфир из Пергамского музея (Берлин)
Карлос Гонсалес / Wikimedia CommonsВ 4 веке до нашей эры Аристотель привнес эту концепцию небесного воздуха в мир физики. Его философия рассматривала эфир как пятый элемент после земли, воздуха, огня и воды. Он считал, что четыре земных элемента изменчивы и преходящи, но планеты и звезды вечны и, следовательно, должны состоять из другой субстанции, превосходящей четыре земных. Он назвал это эфиром.
Столетия спустя классический пятый элемент вдохновит еще одну эпическую, но влиятельную научную ошибку: алхимию.
Алхимик в поисках философского камня обнаруживает фосфор и молится об успешном завершении своей операции, как это было принято древними химическими астрологами, Джозефа Райта из Дерби, сейчас находится в музее и художественной галерее Дерби, Дерби, Великобритания
Музей и художественная галерея ДербиАлхимия, магическая средневековая прото-наука, вошла в моду в западном мире в 12-м и 13-м веках, когда тексты греческих и арабских философов были переведены на латынь, и европейские ученые наконец пронюхали об этих древних идеях.
Алхимики стряхнули пыль с античной концепции эфира и придали ей новый смысл. Для них оно описывало самую первозданную и совершенную сущность, найденную в природе, которую они называли «квинтэссенцией». Они тоже видели квинтэссенцию (названную так от латинской фразы qüinta essentia, , что означает «пятая сущность») как божественное, но считалось, что его можно найти как на Земле, так и на небесах.
Во всех вещах, будь то животные, растения или минералы, была скрыта частица божественной сущности. Хитрость заключалась в том, чтобы освободить его.
Аристотель считал, что четыре физических элемента изменчивы, и алхимики подхватили эту идею и следовали ей. Основное убеждение заключалось в том, что металлы были живыми и растущими и могли превращаться в другие вещества. Все металлы состояли из четырех элементов, но находились на разных стадиях зрелости на пути к духовному совершенству.
Теория, таким образом, заключалась в том, что путем дистилляции вещества до его элементарной формы и создания идеального баланса и пропорций различных элементов можно очистить материю и преобразовать одно вещество в другое. Конечная цель состояла в том, чтобы превратить незрелые неблагородные металлы, такие как свинец, в высшие металлы, такие как золото, высвобождая их совершенное состояние или квинтэссенцию.
Но что именно было квинтэссенцией? Это зависит от того, какого алхимика вы спросите.
Алхимия была скрытным и загадочным искусством с бесконечными интерпретациями. Для некоторых квинтэссенция была тонкой субстанцией, в той или иной степени присутствующей в каждом из четырех других элементов. Другие думали, что он содержит все остальные элементы в пределах это . Один из самых известных европейских алхимиков, швейцарский врач XVI века Филипп Ауреолус Парацельс, назвал эфирный элемент «веществом звезд и душ». Исаак Ньютон, страстный алхимик, описал его как «совершенный эликсир… наше золото… красное девственное молоко, самое ароматное и полезное». В сущности, это был чистый и совершенный дух, сокрытый во всех вещах — и химически, и духовно.
Гравюра на дереве с изображением Двенадцатого ключа легендарного Василия Валентина, символизирующего успешное изготовление Философского камня. 17 век.
Universal History Archive//Getty Images Однако поиски золота алхимиками касались не только металлургии.
В конце концов, это была христианская Европа, и цели алхимии были не только химическими, но и духовными. И металлы, и смертные могли бы стать более чистыми, высвободив ту частичку божественного духа, скрытую в природе. Очищение представляло людей, стремящихся усовершенствовать душу. Достижение золота было похоже на познание Бога.
Святым Граалем алхимии был легендарный философский камень, который был вовсе не камнем, а неуловимой субстанцией, которая могла изолировать чистую сущность материала и превращать ее во что-то другое, а именно в золото. В медицинских уголках алхимии он был также известен как эликсир жизни, универсальное лекарство, способное принести вечную жизнь. В некотором смысле Камень был физическим воплощением концепции совершенства или самой квинтэссенции. На самом деле его иногда называли lapis aethereus на латыни означает «эфирный камень».
Он был также известен как эликсир жизни, универсальное лекарство, которое могло дать вечную жизнь.
Открытие этого волшебного вещества было выдающимся достижением любого алхимика. Ньютон разработал секретный рецепт философского камня, хотя, как и большинство его работ по алхимии, он не был опубликован до его смерти. Ключевым ингредиентом его рецепта была ртуть, которая, вероятно, также была ключевым ингредиентом нервного срыва, который он перенес в 169 году.3 в свое время экспериментировал с токсичными химическими веществами.
Более приятным побочным эффектом поисков неуловимого камня стало случайное открытие фосфора, впервые полученного путем кипячения большого количества человеческой мочи. В 1669 году немецкий алхимик-любитель по имени Хенниг Бранд получил в свои руки рецепт превращения свинца в золото с помощью концентрированной мочи.
Брэнд каким-то образом собрал более 50 ведер золотой жидкости (как сообщается, он предпочитал мочу любителей пива) и после, вероятно, ужасного периода экспериментов в своей подвальной лаборатории получил яркую белую жидкость, которая могла загореться.
при воздействии кислорода. Бранд был уверен, что нашел философский камень. Фактически, он открыл 15-й элемент в периодической таблице, который до сих пор используется в кончиках спичек. Он назвал его фосфором, что означает «несущий свет».
Алхимия не переживет Эпоху Разума на Западе. К концу 18 века он превратился в современную область химии или же был отнесен к оккультизму. И все же теория эфира выстояла. В 17-м и 18-м веках мыслители стряхнули пыль, пересмотрели и вновь ввели понятие эфира в еще одной влиятельной, но в конечном итоге ошибочной попытке объяснить мир природы. Этот эфир 2.0 был тонкой невидимой субстанцией, которая существовала повсюду, заполняя «пустой» вакуум всего пространства.
Похожие статьи
- 10 применений практически бесполезных химических элементов
- Семь элементов получены из одной шведской шахты
- 10 самых гиковских элементов, когда-либо созданных в лаборатории
В 1644 г..jpg)
, когда он разработал свою механическую теорию гравитации, Французский философ Рене Декарт (который думал, значит, он был) рассуждал, что пустое пространство вовсе не должно быть пустым и должно быть заполнено чем-то . Он считал, что что-то было эфиром. Он представил себе плотную текучую среду, состоящую из сталкивающихся частиц, которые могут передавать силы, в том числе загадочную силу гравитации. Его теория гласила, что когда объекты двигались через эфирную жидкость, смещенные частицы создавали вихри, которые выталкивали планеты на орбиту. Земля представляла собой огромный эфирный вихрь, вращающийся вокруг Солнца.
Механическая гравитация Декарта была не столько истинной научной теорией, сколько упражнением мысли. И хотя его идея о вихре была бы опровергнута, он заставил людей задуматься о механике Вселенной. В частности, он заставил Исаака Ньютона задуматься об этом как раз в тот момент, когда человек под апокрифической яблоней собирался изменить мир.
Исаак Ньютон
DEA / G. NIMATALLAH//Getty ImagesЭфир играл важную роль в ранних теориях гравитации и света Ньютона в середине 1600-х годов. Он определял ее как упругую, невидимую, прочную и тонкую материю, которая существует повсюду в различных формах. «Это не единая однородная субстанция, — писал он, — но подобно тому, как воздух содержит водяные пары, так и эфир может содержать различные эфирные духи, способные производить явления электричества, магнетизма и тяготения».
В начале своей карьеры Ньютон описывал гравитацию как давление, создаваемое эфиром, текущим вниз к Земле. Но потом передумал, благодаря мучительному, оставшемуся без ответа вопросу: если механику гравитации объясняли частицами эфира, толкающими небесные тела к Земле, то что же толкало частицы эфира?
Вместо этого в своей монументальной книге 1687 года Principia Ньютон не заморачивался с эфиром. Он предположил, что силы притяжения и отталкивания действуют друг на друга на расстоянии, и математически доказал многие движения космоса.
Но Ньютон признал, что не может объяснить вызывает гравитацию в раз и, как известно, заявил, что не будет «выдумывать гипотезу». Некоторые говорят, что он тихо предположил, что эфир что-то делает, но без каких-либо подтверждающих это экспериментов он не опубликовал теорию.
Когда вопрос об эфире и гравитации был отложен, внимание переключилось на природу света, и на сцену вышла еще одна теория эфира.
➡
То, что мы любим: Лучшие микроскопы для любого возрастаAmScope SE306R-PZ-LED Передний бинокулярный стереомикроскоп
214 долларов на Amazon
Профессиональный бинокулярный стереомикроскоп AmScope SE400-Z
236 долларов на Amazon
ЖК-цифровой микроскоп SKYBASIC
Скидка 30% на
70 долларов на Amazon 9 0003
Andonstar Andonstar AD407 3D HDMI Пайка Цифровой Микроскоп
Сейчас Скидка 37% на
200 долларов на Amazon
Изобретено для плавания на планетах
MirageC//Getty Images
В 18 и 19 веках, когда физики боролись со светом, были некоторые споры о том, было ли это волна или частица.
(Каверзный вопрос — теперь мы знаем, что он обладает обоими свойствами.) Ученые думали, что если бы свет был волной, то ему нужна была бы среда для прохождения. Волны, в конце концов, сами по себе не объекты, а эффекты движения субстанции, такой как воздух или вода. Итак, мысли снова обратились к эфиру.
Голландский ученый Христиан Гюйгенс впервые предложил «светоносный» или светонесущий эфир в качестве среды для распространения света. Это была популярная теория. Никола Тесла придерживался ее даже в 20-м веке, написав в 1938 году, что все попытки объяснить устройство Вселенной без признания существования светонесущего эфира тщетны.
Альберт Эйнштейн назвал это «очень сложным для физиков».
Но по мере того, как ученые узнавали больше об истинной природе света, свойства эфира становились все более магическими. Чтобы соответствовать законам физики, эфир должен быть жидким, чтобы заполнять все пространство, но также и достаточно твердым, чтобы поддерживать световые волны.
Он существовал повсюду, но был невидимым, невесомым, необнаружимым и не влиял на физические объекты — почти как если бы его вообще не существовало.
И все же теория эфира пережила еще один крупный прорыв в понимании света. Шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл обнаружил, что электромагнитные волны распространяются со скоростью света, потому что на самом деле это одно и то же. Другими словами, радиоволны, рентгеновские лучи и видимый свет были частью одного и того же электромагнитного спектра. Ученые были в восторге: это означало, что разным видам волн не нужны были собственные эфиры, а все они путешествовали через один и тот же светоносный эфир.
Светоносный эфир укоренился в физике, даже когда эфиры прошлых лет считались заблуждениями, а теорий о природе эфира было предостаточно. Сам Максвелл резюмировал положение дел в своем определении эфира для Британской энциклопедии в 1878 г.: наши тела к другому и так далее, пока все пространство не было заполнено три или четыре раза эфиром… Единственный уцелевший эфир — это тот, который был изобретен Гюйгенсом для объяснения распространения света».
А потом эфир умер в подвале.
Неудача, которой не былоИнтерферометрическая установка Майкельсона и Морли, установленная на каменной плите, плавающей в кольцеобразном желобе ртути.
Public Domain / Case Western Reserve U. Майкельсон и Морли предположили, что свет будет двигаться с разной скоростью, когда он движется в разных направлениях в эфире. Целью их знаменитого эксперимента, проведенного менее чем через десять лет после того, как Максвелл дал формальное определение эфира, было зафиксировать эффект «эфирного ветра», идею о том, что вращающаяся Земля, движущаяся сквозь эфир, должна создавать своего рода ветер и свет. лучи, проходящие через него, будут иметь измеримое сопротивление.
Конечно, никакой разницы в скорости они не обнаружили. Затем последовали эксперименты, позволяющие провести более точные измерения, но все с тем же нулевым результатом.
После всех этих столетий казалось, что эфира в конце концов не существует, — смиренное открытие, которое Альберт Эйнштейн описал как «очень озадачивающее физиков». Казалось, что свет проходит через вакуум, а не через светящийся материал.
Сегодня мы принимаем этот факт как учебник науки. Однако в 19 веке это потребовало радикальной перестройки мышления. Ученые начали отказываться от теории эфира, и в результате была предложена альтернативная модель: специальная теория относительности Эйнштейна.
Истории, которые имеют значение
- Сколько материи во Вселенной?
- Подземный поиск темной материи
- В поисках недостающей фазы материи Эйнштейна
Теория относительности не опровергла эфир, но предоставила более простое объяснение, не требующее абсолютно вездесущей среды для движения света. Эйнштейн предположил, что свет распространяется в вакууме с постоянной скоростью и что все движется относительно всего остального.
Эфир не был нужен в качестве фиксированной системы отсчета для Вселенной, потому что время и пространство были относительными, частью одного континуума. Пространство-время было новым эфиром.
В этом смысле эксперимент Майкельсона-Морли был вовсе не провалом, а поворотным моментом в том, как ученые рассматривали саму природу времени и пространства. Двадцать лет спустя Майкельсон стал первым американским ученым, получившим Нобелевскую премию по физике за разработку инструментов для точного измерения скорости света.
Вскоре после специальной теории относительности французский физик Луи де Бройль предложил еще одну революционную теорию. Он обнаружил, что частицы электрона также могут обладать свойствами волны, а материя в атомном масштабе имеет такую же двойственную природу, как и свет. Эта новаторская гипотеза привела к теории квантовой механики, которая также не нуждалась в эфире.
Квантовая механика запечатала гроб.
К концу 1920-х эфир был отброшен, архаичен. И все же не исчез.
Уильям Аттард Маккарти — McCarthy’s PhotoWorks//Getty Images
Термин «эфир» (или «эфир») живет на Западе как разговорное выражение, абстрактная идея неосязаемой пустоты. Некоторые традиционные культуры до сих пор считают эфир пятым элементом, и он играет важную роль в эзотерических мирах магии, мистицизма и сверхъестественного.
Совсем недавно дух эфира даже вернулся в дискуссию о космосе благодаря таинственным открытиям темной материи и темной энергии, неуловимой силы, которая, как считается, является причиной ускоряющегося расширения Вселенной. Нетрудно увидеть параллели между древним эфиром, которым заполняли пробелы в понимании, и этой новой невидимой, невесомой энергией. На самом деле форма темной энергии, предложенная физиками в 1980-х годах, была названа «квинтэссенцией» в честь пятого элемента древности.
