Философские аспекты теории относительности Эйнштейна

Он говорил что свободное излучение это поток квантов.  Эйнштейн  поставил  в

соответствие  кванту  света,  по  аналогии  с  веществом,   импульс   [pic]-

величина которого выражалась через энергию E/c=h(/c (существование импульса

было  доказано в опытах проведенных русским  ученым П. Н. Лебедевым  в  опытах

по измерению  давления света на твердые тела и  газы). Здесь Эйнштейн  показал

совместимость свойств вещества и поля,  так  как  левая  часть  приведенного

выше  соотношения  отражает корпускулярные свойства, а правая - волновые.

    Таким образом, подходя к рубежу XIX столетия, было накоплено  множество

фактов  относительно представлений о поле и  веществе.  Многие  ученые  стали

считать поле и вещество  двумя  формами  существования  материи,  исходя  из

этого, а  также ряда других соображений, возникла  необходимость  соединения

механики  и  электродинамики.  «Однако  так   просто   присоединить   законы

электродинамики к законам движения Ньютона и  объявить  их  единой  системой,

описывающей механические и электромагнитные  явления  в  любой  инерциальной

системе   отсчета,   оказалось   невозможным».[9]    Невозможность    такого

объединения  двух  теорий  вытекала  из  того,  что  эти  теории,  как   уже

говорилось  ранее, основаны на разных принципах, это выражалось  в том,  что

законы  электродинамики в отличие от законов классической  механики  являются

нековариантными относительно преобразований Галилея.

    Для того чтобы  построить   единую  систему,  в  которую   бы  входила  и

механика  и электродинамика существовало два наиболее очевидных пути.  Первый

состоял  в  том,  чтобы  изменить  уравнения  Максвелла,  то   есть   законы

электродинамики   таким   образом,    чтобы    они    стали    удовлетворять

преобразованиям Галилея. Второй путь был связан с  классической  механикой  и

требовал  ее пересмотра и в частности введения вместо преобразований  Галилея

 других  преобразований, которые обеспечили  бы  ковариантность  как законов

механики  так и законов электродинамики.

    Верным оказался второй путь,  по  которому  и  пошел   Эйнштейн,  создав

специальную теорию относительности,  которая  окончательно  утвердила  новые

представления о материи в своих правах.

    В дальнейшем знания о материи  были дополнены и  расширены,  более  ярко

стала выражена интеграция  механических  и волновых  свойств материи.  Это

можно показать на примере теории, которая  была представлена в 1924  г.  Луи

де Бройлем  в ней де Бройль высказал  предположение  о  том,  что  не  только

волны обладают корпускулярными свойствами, но  и  частицы  вещества  в  свою

очередь  обладают  волновыми  свойствами.   Так   де   Бройль   поставил   в

соответствие  движущейся  частице  волновую  характеристику  -  длину  волны

(=h/p, где p - импульс частицы. Основываясь на  этих  идеях,  Э.  Шредингер

создал  квантовую  механику,  где  движение  частицы  описывается  с  помощью

волновых  уравнений. И эти теории,  показавшие  наличие  волновых  свойств  у

вещества,  были  подтверждены  экспериментально   -   так   например,   было

обнаружено  при прохождении микрочастиц  через кристаллическую  решетку  можно

наблюдать такие явления, как раньше считалось, присущие  только  свету,  это

дифракция и интерференция.

    А также была разработана теория  квантового  поля,  в  основе  которого

лежит понятие о квантовом  поле  -  особый  вид  материи,  оно  находится  в

состоянии частицы так и в состоянии поля.  Элементарная  частица в этой

теории  представляется как возбужденное состояние  квантового  поля.  Поле  -

это тот  же особый вид материи, который характерен и для  частиц,  но  только

находящийся в невозбужденном состоянии.  На  практике  было  показано,  если

энергия  кванта  электромагнитного   поля   превысит   собственную   энергию

электрона и позитрона которая,  как мы  знаем из  теории  относительности,

равна  mc2  и если  такой квант столкнется  с ядром,  то  в   результате

взаимодействия  электромагнитного кванта и ядра  возникнет  пара  электрон  -

позитрон. Существует также обратный процесс: при  столкновении  электрона  и

позитрона происходит аннигиляция - вместо  двух  частиц  появляются  два  (-

кванта. Такие взаимопревращения поля в  вещество  и  назад  вещества  в  поле

указывают  на  существование  тесной  связи  вещественной  и  полевой  формы

материи, что и было взято в основу при  создании многих теорий, в  том  числе

и в  теории относительности.

    Как можно видеть,  после   опубликования  в  1905г.  специальной   теории

относительности  было  сделано   много   открытий   связанных   с   частными

исследованиями  материи,  но  все  эти  открытия  полагались  на  то   общее

представление о материи, которое было впервые  дано  в  работах  Эйнштейна  в

виде целостной и непротиворечивой картины.

                            Пространство и время 

    Проблема   пространства   и   времени,   как   и   проблема    материи,

непосредственно связана с физической наукой и философией.  В  диалектическом

материализме дается общее определение пространства и времени как форм  бытия

материи. «С позиций научного материализма, который  основывается  на  данных

частных наук, пространство и  время  -  не  самостоятельные  независимые от

материи реальности, а внутренние формы ее бытия»[10], а  следовательно,  они

неразрывно  связаны с материей,  неотрывны от  нее.  Такое представление о

пространстве  и времени имеет место и  в современной физике, однако  в период

господства  классической механики было не так - пространство  было  оторвано

от материи,  не  было  связано  с  ней,  не  являлось  ее  свойством.  Такое

положение пространства относительно материи  вытекало из учения  Ньютона,  он

писал, что «абсолютное пространство  по  самой  сущности  безотносительно  к

чему  бы то ни было  внешнему,  остается  всегда  одинаковым  и  неподвижным.

Относительное есть его мера или  какая-либо  ограниченная  подвижная  часть,

которая  определяется  нашими  чувствами по  положению   его   относительно

некоторых тел и которые  в обыденной жизни принимается за  пространство

неподвижное...  Место есть  часть пространства,  занимаемая  телом,  и по

отношению  к пространству бывает или абсолютным, или относительным».[11]

    Время представлялось также отдельным  от материи и не зависело  от каких-

либо  протекающих явлений. Ньютон разделил время, также как  и  пространство,

на абсолютное и относительное, абсолютное  -  существовало  объективно,  это

«истинное математическое время, само по себе и  самой  своей  сущности,  без

всякого  отношения  к  чему-либо  внешнему  протекает  равномерно  и   иначе

называется  длительностью».[12] Относительное же время было  лишь  кажущимся,

постигаемым лишь с помощью чувств, субъективным восприятием времени.

    Пространство и время считались   не  зависимыми  не  только  от  явлений

протекающих в материальном мире, но и друг  от  друга.  Это субстанциальная

концепция в этой концепции, как уже говорилось ранее, пространство  и  время

являются  самостоятельными по отношению к  движущейся  материи  и  не  зависят

друг  от друга, подчиняются лишь собственным  закономерностям.

    Наряду  с  субстанциональной   концепцией   существовала  и   развивалась

другая  концепция пространства и  времени  -  реляционная.  В  основном  этой

концепции придерживались философы-идеалисты, в  материализме такая  концепция

была  скорее исключением, чем правилом. Согласно этой концепции  пространство

и время  не есть что-то самостоятельное, а являются  производными  от  более

фундаментальной сущности. Корни реляционной концепции  уходят в  глубь  веков

к Платону  и Аристотелю. По Платону время  было сотворено богом, у  Аристотеля

эта концепция  получила большее развитие. Он колебался  между материализмом  и

идеализмом  и поэтому признавал две трактовки  времени. Согласно одной из  них

(идеалистической)  время представлялось как результат  действия  души,  другая

материалистическая состояла в том,  что время   представлялось  результатом

объективного  движения, однако  основным  в его представлениях  о времени,

было, то что время не являлось самостоятельной субстанцией.

    Во время господства в физике  представлений  о  пространстве  и  времени

данных  в теории Ньютона в  философии  превалировала  реляционная  концепция.

Так, Лейбниц  на основе своих представлений о  материи, более широких,  нежели

у Ньютона,  довольно  полно  развил  ее.  Лейбниц  представлял  материю  как

духовную  субстанцию, однако ценным было то, что в определении материи он  не

ограничился лишь вещественной ее формой, к материи  он относил также и  свет,

и магнитные  явления. Лейбниц отвергал существование  пустоты и  говорил,  что

материя существует всюду. Исходя из этого, он отверг ньютоновскую  концепцию

пространства  как  абсолютного,  а  следовательно,  отбросил   и   то,   что