Константин Галла Профессионал

Почему из физики была изгнана теория светоносного эфира?

В истории науки есть немало ошибочных теорий, которые просуществовали длительное время. Теория эфира — яркий тому пример. На протяжении трех веков она являлась общепризнанной концепцией и лишь в начале прошлого столетия рухнула под грузом экспериментальных данных.

Nuk2013 Shutterstock.com

Гипотетический светоносный эфир представляет собой вещественную среду, в которой распространяются электромагнитные волны (гамма-лучи, радиоволны тепловое излучение, свет), подобно звуку в воздухе. Эфир твердый, невесомый, охватывающий всю вселенную и увлекаемый за собой движущимися телами.

Такова основная суть этой теории, которая успешно восполняла потребность человеческого сознания, стремившегося наделить пустое космическое пространство (вакуум) чем-то материальным. Возможно, по этой причине с теорией не хотели расставаться даже после окончательного опровержения.

От Аристотеля до Декарта и Максвелла

Древнегреческие философы рассматривали эфир в качестве небесного вещества, «пятого элемента» природы в дополнении к четырем имеющимся — воздуху, огню, земле и воде, и считали, что даже видимые небесные тела состоят из эфира.

Аристотель придумал специальный термин «пятому элементу» — квинтэссенция, который позже был принят на вооружение европейскими схоластами. Античные представления оставались неизменными до 1618 года, когда французский ученый Рене Декарт сформулировал гипотезу светоносного эфира и позже развил ее в своих «Началах философии». Эта гипотеза и стала общепризнанной в науке.

Декартовский эфир состоит из шарообразных частиц, находится в постоянном движении и образует вихри. Под действием давления и центробежной силы эти частицы приходят в движение, воспринимаемое человеком как световой поток. В конце XVII века были разработаны две разные модели света: корпускулярная (свет как поток частиц) и волновая (свет как всплеск в эфире).

Исаак Ньютон был сторонником первой модели и рассматривал эфир в качестве переносчика световых частиц. Однако волновая теория вскоре получила большую поддержку у авторитетных физиков следующего века — Томаса Юнга и Жана Френеля, ведь с ней согласовывались такие оптические явления, как дифракция и интерференция. Эти ученые считали, что свет представляет собой упругие колебания упругого же эфира.

Хоть с волновой оптикой было все более-менее ясно, оставалось загадкой, что представляет собой эфир, каковы его свойства и как с позиции этой теории объяснить поляризацию и преломление света. Дальнейшим развитием моделей занимались Анри Навье, Огюстен Луи Коши, Джордж Габриель Стокс, Уильям Томсон и другие ученые, но существенного прорыва на этой ниве добиться не удалось. С появлением электродинамики Максвелла эфир стал носителем не только для света, а и для электричества и магнетизма.

Как Майкельсон и Морли ловили эфирный ветер

К концу XIX века начали вырисовываться явные недостатки и трудности в теории эфира, несмотря на обилие изящных концепций. Прежде всего, они не давали ответов на вопросы о строении вещества, не объясняли основные виды физических взаимодействий, не учитывали электромагнитных явлений. К тому же астрономами была обнаружена звездная аберрация, а это означало, что эфир неподвижен, однако по предположению Френеля, он может увлекаться движущимся веществом.

В 1868 году, Максвелл решил раз и навсегда доказать существование эфира и разработал для этого весьма остроумный опыт, который чуть позже был осуществлен двумя американскими физиками — Альбертом Майкельсоном и Генри Морли. Задачей эксперимента было обнаружение так называемого «эфирного ветра» с помощью интерферометра (что такое эффект интерференции, знакомо каждому современному человеку из школьного курса физики).

Если Земля, обращаясь вокруг Солнца, двигается относительно эфира полгода в одном направлении, а полгода в другом, то, естественно, «эфирный ветер» должен обдувать планету каждые полгода с разных сторон. В этом случае показания интерферометра в первые и во вторые полгода были бы разными. Но увы, Майкельсону и Морли не удалось зарегистрировать каких-либо смещений. А если «эфирного ветра» не существует, следовательно, нет и самого эфира.

Этот опыт хоть и нанес тяжелейший удар по традиционной теории, однако полное ее «изгнание» из физики наступило лишь после разработки Альбертом Эйнштейном специальной теории относительности. С приходом СТО, которая, кстати, получила множество экспериментальных подтверждений и описала целый ряд физических эффектов, само понятие «эфир» стало лишним, а электромагнитное поле начало рассматриваться как отдельный физический объект.

Он ушел, но обещал вернуться?

Эйнштейн предлагал назвать эфиром физический вакуум, однако этот термин уже приобрел репутацию главного «врага» теории относительности, поэтому от него вынуждены были отказаться. Теперь «эфир» упоминается главным образом лишь в статьях по истории науки. Однако появились так называемые «альтернативщики», которые даже после окончательного опровержения продолжают отстаивать гипотезу светоносного эфира.

Их аргументы сводятся в основном к неверной интерпретации опыта Майкельсона-Морли, внутреннему противоречию СТО, известному как парадокс близнецов, и эксперименту Стефана Маринова по распространению световой волны. В настоящее время создано множество эфирных теорий, появилась даже эфирная физика, но международным научным сообществом она не признается в силу неопровержимых доказательств теории относительности, как частной, так и общей.

Наука развивается, на смену старым моделям приходят более точные концепции. Возможно, такая же участь когда-нибудь постигнет теорию Эйнштейна, и о ней будут читать в учебниках истории наши потомки…

Обновлено 16.06.2017
Статья размещена на сайте 26.11.2013

Комментарии (5):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

  • Поскольку сама вообще не смыслю в физике, просто сообщу, что высмотрела в документальном фильме по этой теме.. один ученый-физик (фимилию даже не пыталась запомнить) сказал, что теорию эфира удалили из науки специально, т.к. на ее основе был изобретен "вечный двигатель" Никола Тесла, что полностью сводило на нет все старания богатеев (Ротшильда и прочих)прибрать к рукам мировые запасы энергоресурсов. Взамен была предложена теория относительности, сам Энштейн распиарен донельзя (и правда, каких еще физиков знает первый встречный поперечный, кроме него?), но сама теория Энштейна противоречит законам природы. Поскольку наука оплачивается богатеями, то и остальные ученые-физики, если желали оставаться в науке, должны были поддерживать ее.. не знаю, как к этому относится..просто информация..

    Оценка статьи: 5

    • Наташа Деспи , кстати, действительно, Тесла был приверженцем эфира. У нас сейчас на работе играются с трансформаторами Тесла - слава Богу, никого не убило . Но конденсаторы разлетались на раз. Пока энергию из эфира получить не удалось .

      Оценка статьи: 5

  • Статья очень понравилась, а коммент по "квинтэссенция" и мировозренческой сущности "эфира" Марк просто "слизал" мои мысли. Аналогично, как абстрактное, нефизическое понятие "торсионное поле". Абстракция "эфир" еще может появиться в той или иной интерпретации (хорошо объяснять разные неоднородности), тем более, что опыт по обнаружению "эфирного ветра" метдологически неверен, если изначально допускалось, что материальные тела (в том числе и планета Земля) увлекают эфир за собой.

    Оценка статьи: 5

  • Марк Блау Марк Блау Грандмастер 28 ноября 2013 в 07:11 отредактирован 28 ноября 2013 в 07:12

    Наконец-то понял происхождение слова "квинтэссенция" = "пятый элемент", "пятая сущность". Правда не по-гречески, а на латыни.

    На самом деле, думаю, ученые прошлого цеплялись за эфир не даром. Он был легко представимым материальным носителем взаимодействия между телами. И легко вписываля в материализм 17-19-го веков. А вот попробуйте себе представить поле (заместитель эфира), действующее в пустом пространстве. Откуда одна масса узнает о наличии другой массы, с которой ей надо взаимодействовать, если эта масса находится за тысячи километров? Как "распознают" друг друга два электрических заряда? И сразу появится мысль о вселенском разуме, о Боге. Так что эфир - понятие более мировозренческое, нежели грубо физическое.

    Оценка статьи: 5