Эйнштейн и рождение релятивистской физической картины мира. Там, где многие физики, пользовавшиеся теоретическими представлениями об электронах, взаимодействующих с электромагнитным полем, не видели проблемы. А. Эйнштейн видел принципиальную методологическую трудность. Теория Максвелла была логически и методологически неполна по меньшей мере в двух аспектах ь во-первых, она не совмещалась с фундаментальным принципом классической физики принципом относительности, е уравнения не были инвариантными Неизменность, независимость от физических условий. относительно преобразований Галилея ь во вторых, как выяснилось, полевая картина мира или, как е обычно называют, электромагнитная картина мира оказалось недостаточным в качестве концептуальной основы нового этапа развития физики, ибо не позволяла с единой точки зрения объединить все рассматриваемые в теории процессы.
Таким образом, вопреки широко распространнной точки зрения есть основания утверждать, что надежда построить соответствующий раздел физики на основе электромагнитной картины мира не была осуществлена, хотя представления о такой картине мира активно обсуждались.
Революция в физике, вызванная теорией Максвелла, вс же привела к рождению новой релятивистской картины мира. Важная роль в е создании и последовательном развитии принадлежит А. Эйнштейну. Необходимость е создания диктовалось требованием обеспечить логическую согласованность теоретической системы, а также неодолимой силой опытных фактов.
Недостающая внутренняя и внешняя согласованность теоретических представлений электродинамики в острой форме появилась с возникновением не устраненных физических парадоксов. Сегодня можно с уверенностью сказать, что их обнаружение явилось признаком кризиса физической картины мира и вместе с тем начавшейся революцией в физике. Один из важных парадоксов состоит в следующем. Из очень общих представлений о свойствах пространства и времени, казавшихся очевидными в рамках механической картины мира, непосредственно вытекали формулы преобразования координат от одной системы к другой, движущейся относительно первой преобразования Галилея, непосредственно связанные с его принципом относительности.
Как выяснилось, уравнение Максвелла не были инвариантными относительно преобразований Галилея, то есть к электромагнитным процессам галилеевский принцип относительности оказался не применим. Из этого следовал вывод, что в эксперименте можно выявить скорость равномерного прямолинейного движение объекта относительно поля эфира.
Однако сопоставление этих теоретических следствий с экспериментальными данными обескураживал физиков в одних опытах например, в явлении абберации, то есть кажущиеся смещения наблюдаемых в телескоп звзд из за движения Земли эфир следовала считать абсолютно неподвижным в других например, в опытах по изменению скорости света в движущейся воде результат был таков, как если бы эфир частично увлекался движением воды. В формулировке А. Эйнштейна принцип относительности приобрл более богатое физическое содержание Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того какой из двух координатных систем движущихся равномерно и прямолинейно относительно друг друга, отнесены эти изменения состояния.
А. Эйнштейн в первой публикации по основам специальной теории относительности он вводит понятие физического события в качестве фундаментального элемента новой картины мира, замещающего образ материальной точки.
Во всех последующих работах Эйнштейн будет пользоваться идеализацией точечного пространственного временного физического события как элементарного объекта теории, представляющего в теоретических моделях физическую реальность. Физическая картина мира Галилея Ньютона, в которой мир отображн как множество материальных точек, движущихся в пространстве с течением времени, замещается в специальной теории относительности Эйнштейна картиной мира, представленной множеством точечных пространственно временных материальных событий.
Глубокое единство материи движения, движения, пространство, времени получило здесь концентрированное выражение на место образов вещей ставились образы материальных процессов. Специальная теория относительности предполагает существование материальных полей и материальных частиц, но изображает в теоретических моделях не частицы и поля непосредственно, а отношение между происходящими с ними событиями. В связи с этим можно сказать, что смысл теории относительности, отражнный в е наименовании, состоит не в том, что некоторые физические величины меняют численное значение при переходе к другой системе отсчта такие величины были в классической механики, а скорее в том, что эта теория отражает закономерности отношений между событиями.
Переход к новой картине мира сопровождался достаточно мучительным процессом исключения из теории фиктивных образов, в первую очередь понятие эфира с механическими свойствами.
Образ эфира, понимавшегося в соответствии с представлениями механической картины мира, был замещн образом полевых процессов, выраженным с помощью идеализационных событий. По убеждению А. Эйнштейна, и специальная, и общая теория относительности основывается на полевых представлениях поле и есть эфир в новом понимании. Заключение. Вопрос о неизбежной ограниченности естественно научных теорий специально рассматривался ученым физиком В. С. Барашенковым. Он убедительно доказывает, что возможность построения относительно законченных теорий типа механики Ньютона, термодинамики, электродинамики Максвелла, квантовой механики, теории гравитационных полей Эйнштейна и др достаточно полно, описывающих различные формы движения материи, не означает возможности в одной или нескольких таких теориях полностью перекрыть весь мир, исчерпать все качественное многообразие законов природы.
Каждая такая теория не учитывает многие параметры, второстепенные в данном приближении, но становящиеся важными при дальнейшем углублении в суть рассматриваемых явлений. Это и привод к неизбежной ограниченности сферы применения теорий.
Возможность законченных теорий означало бы возможность конца науки, дальше которого нечего было бы познавать. И, наоборот, непреодолимая ограниченность каждой отдельной теории предполагает бесконечность всего научного познания. Известные науки, обобщающие теории составляют важные этапы е развития. Все они основаны на конкретных принципах, обобщающих определенный круг фактов, и допускают возможность и необходимость своего дальнейшего развития по пути создания все более общих и глубоких теорий, учитывающих новые, неизвестные ранее факты.
Таков закон познания, обусловленный законами природы. Введение. Прежде всего, проанализируем само понятие элементарного объекта и обсудим различные критерии элементарности. Подобный анализ особенно актуален в настоящее время, когда число частиц, называемых элементарными, достигло несколько сот. Далее кратко остановимся на характеристике основных экспериментальных и теоретических данных о структуре микрочастиц.
V.Проблема Элементарного. В V в. до н. э. Анаксагор, по видимому, первым высказал мысль о бесконечной делимости материи. Он представлял мир как совокупность бесконечного числа частиц гомеомерий подобочастных, каждая из которых в свою очередь состоит из неисчерпаемо огромного количества более мелких гомеометрий и т. д. без конца. При этом каждая из этих частиц содержит в себе свойства Вселенной, она бесконечно велика и, подобно целому, заключает в себе все существующее и сущее не просто бесконечно, но бесконечно бесконечно.
Иная точка зрения сформулирована, в учении Демокрита, считавшего, что мир состоит из бесконечного числа вечных, абсолютно неделимых, изначально простых частиц атомов вещества и амеров атомов пространства. Неисчерпаемое богатство свойств окружающего мира в такой картине реализуется благодаря бесконечному количеству различающихся по своим свойствам атомов пирамидальных, круглых, гладких, крючковатых и т. д которые в силу присущей им тврдости и непроницаемости определяют предел физической делимости вещества.
Между атомами может быть лишь пустота. Атом Демокрита это не точка, а протяжнное тело, которое нельзя механически разделить на компоненты, но внутри которого мысленно можно вс же выделить различающиеся между собой части верх, низ, правое, левое, середину и т.д. Эти минимальные пространственные части, или амеры, представляют собой истинное неделимое, лишнное каких бы то ни было частей, не имеющие ни верха, ни низа, ни правой, ни левой стороны.
Из амеров квантов пространства, если говорить сегодняшним языком состоит пустота, из различного числа амеров слагаются большие и малые атомы вещества. С современной точки зрения именно амеры бесчастные, они протяжнные атомы следовало бы рассматривать в качестве наипростейших элементов мира. Учение Демокрита было вершиной натурфилософских представлений о материальном превосходстве мира. Острая критическая ситуация возникла на рубеже XIX и XX веков, когда выяснилось, что по крайней мере часть массы электрона связана с его электромагнитным полем, а в теоретических работах А. Пуанкаре и А. Эйнштейна было установлено взаимно однозначное соответствие между массой и энергией.
Значительная часть учных, не различавших до этого понятий массы, вещества и материи, восприняли эти результаты как доказательство исчезновения материи, как растворение е в электромагнитном поле и энергии.
Отсюда делался вывод о крахе материалистической картины мира и экспериментальном доказательстве идеальной первоосновы мира. Ш