Эфир или физический вакуум?

Введение.

Существует множество работ, в которых отожествляют эфир и физический вакуум или совершают подмену понятий, называя физическим вакуумом то, что по сути своей является эфиром. Цель статьи - провести разграничительную черту между этими терминами и обосновать отказ от физического вакуума (концептуально связанного с принципом относительности) в пользу эфира (означающего существование привилегированной системы и, следовательно, неравноправие инерциальных систем).

Эфир.

Понятие об эфире исходит из глубокой древности – в древнеарийскую эпоху оно относилось к особому состоянию материи, называемому “акаша” (пятый элемент материальной природы). Две с половиной тысячи лет назад древние греки подхватили и развили это понятие под именем ι (эфир, небо). В 1618 г. французский философ, физик и математик Рене Декарт предложил рассмотреть эфир в качестве материального переносчика света. По его представлениям, свет является сжатием, распространяющимся в идеально упругой среде (эфире), которая заполняет все пространство. С тех пор идея эфира прочно вошла в научный оборот, особенно в трудах Ньтона, Френеля, Максвелла, Лоренца. Эфирная концепция достигла кульминации в ХIХ веке, когда Максвелл, опираясь на созданную им модель эфира, получил фундаментальные уравнения электродинамики.

К началу ХХ в. сложились два взгляда на эфир: либо он увлекается движением тел, либо не увлекается (неподвижен). Из концепции неувлекаемого эфира следовало неравноправие инерциальных систем и существование привилегированной (связанной с эфиром) системы отсчета, называемой абсолютной. Эксперименты, призванные выявить такую систему отсчета и скорость относительно нее, были выполнены Майкельсоном (1881 г.), Морли и их последователями, и продолжались на протяжении всего столетия. Эксперименты дали нулевой результат: движение Земли относительно эфира не выявлено. Это интерпретировалось, как доказательство отсутствия эфира. Ожидаемый результат в этих опытах рассчитывался по законам классической механики, поскольку научная общественность не имела другого аппарата (иной механики) для оценки опыта, на момент его проведения. Однако следует подчеркнуть некорректность применения этих законов для случая распространения света в эфире. Главная особенность классической механики - это требование мгновенности распространения взаимодействий, т.е. законы этой механики справедливы только при условии малости скоростей движения по сравнению со скоростью света. Следовательно, все скорости, входящие в Ньютоновскую формулу сложения скоростей (v + с), также должны удовлетворять этому условию. При расчете опыта Майкельсона-Морли это условие оказалось выполненным только для скорости Земли (v), второе слагаемое - скорость света (с) - этому условию явно не удовлетворяет. Таким образом, применение механики Галилея-Ньютона в данном случае незаконно, поскольку нарушает границы её применимости. Для расчета опыта нужна иная механика, отличная от классической и релятивисткой. В итоге некорректной интерпретации опытов Майкельсона–Морли, завершившейся построением специальной теории относительности (СТО), был теоретически оформлен отказ от концепции эфира, а вместо эфира, с развитием квантовой теории поля, появился термин “физический вакуум”.