Эфир и Список "несуществующих" химических элементов

Эфир (физика)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Эфир.

Эфир (светоносный эфир, от др.-греч. αἰθήρ, верхний слой воздуха; лат. aether) — гипотетическая всепроникающая среда^[1], колебания которой проявляют себя как электромагнитные волны (в том числе как видимый свет). Концепция светоносного эфира была выдвинута в XVII веке Рене Декартом^[2] и получила подробное обоснование в XIX веке в рамках волновой оптики и электромагнитной теории Максвелла. Эфир рассматривался также как материальный аналог ньютоновского абсолютного пространства. Существовали и другие варианты теории эфира.

В конце XIX века в теории эфира возникли непреодолимые трудности, вынудившие физиков отказаться от понятия эфира и признать электромагнитное поле самодостаточным физическим объектом, не нуждающимся в дополнительном носителе. Абсолютное пространство было упразднено специальной теорией относительности. Неоднократные попытки отдельных учёных возродить концепцию эфира в той или иной форме (например, связать эфир с физическим вакуумом) успеха не имели^[1].

Содержание

• 1 История
• 1.1 Античные представления
• 1.2 Эфир Декарта (XVII век)
• 1.3 Теории света после Декарта
• 1.4 Развитие моделей эфира в XIX веке
• 1.4.1 Волновая теория света
• 1.4.2 Модель Коши-Стокса
• 1.4.3 Эфир и электромагнетизм
• 1.4.4 Химизм в попытках понимания эфира (Д. И. Менделеев)
• 1.5 Эфир и гравитация
• 1.5.1 Гидростатическая модель
• 1.5.2 «Пульсационные» теории
• 1.5.3 Источники/стоки в эфире
• 1.5.4 Теория Лесажа
• 1.6 Трудности в теории эфира (конец XIX — начало XX века)
• 2 Причины отказа от концепции эфира
• 3 Попытки возврата в физику понятия эфира
• 4 Использование термина «эфир» в культуре
• 5 См. также
• 6 Примечания
• 7 Литература

История

Античные представления

Основная статья: Эфир (стихия)

Из немногочисленных дошедших до нас трудов древнегреческих учёных можно понять, что эфир тогда понимался как особое небесное вещество, «заполнитель пустоты» в Космосе^[3]. Платон в диалоге «Тимей» сообщает, что Бог создал мир из эфира. Лукреций Кар в поэме «О природе вещей» упоминает, что «эфир питает созвездия», то есть светила состоят из сгущённого эфира. Иначе представлял эфир Анаксагор — по его мнению, эфир похож на земной воздух, только более горячий, сухой и разрежённый^[4].

Демокрит и другие атомисты термин эфир не использовали, их система мира включала лишь атомы и пустоту^[5].

Несколько более подробная картина изложена в трудах Аристотеля. Он также считал, что планеты и другие небесные тела состоят из эфира (или квинтэссенции), который есть «пятый элемент» природы, причём, в отличие от остальных (огня, воды, воздуха и земли), вечный и неизменный. Аристотель писал: «Солнце не состоит из огня; оно есть огромное скопление эфира; теплота Солнца причиняется действием его на эфир во время обращения вокруг Земли». Эфир также заполняет весь внеземной Космос, начиная со сферы Луны; из приведенной цитаты можно сделать вывод, что эфир Аристотеля передаёт свет от Солнца и звёзд, а также тепло от Солнца. Аристотелевское понимание термина переняли средневековые схоласты; оно продержалось в науке до XVII века.

Эфир Декарта (XVII век)

Рене Декарт

Подробно разработанная гипотеза о существовании физического эфира была выдвинута в 1618 году Рене Декартом и впервые изложена в труде «Мир, или трактат о свете» (1634), а позже развита и опубликована в «Первоначалах философии» (1644)^[2].

Декарт впервые чётко утверждал наличие у мирового эфира обычных механических свойств вещества и возродил в новой физике, таким образом, понятие эфира в духе Анаксагора (вместо дискредитированного к этому времени аристотелева эфира как «небесного» элемента). Понятие мирового эфира в интерпретации Декарта удерживалось вплоть до начала XX века.

В соответствии со своей (картезианской) натурфилософией Декарт рассматривал всю Вселенную как неопределённо протяжённую материю, принимающую различные формы под действием присущего ей движения^[6].

Декарт отрицал пустоту и считал, что всё пространство заполнено первоматерией или её производными. Первоматерию он представлял как абсолютно плотное тело, каждая из частей которого занимает часть пространства, пропорциональное её величине и не способна к растяжению или сжатию, а также не может занимать одно и то же место с другой частью материи. Эта материя способна к делению на части любой формы под действием приложенной силы, и каждая из её частей может обладать любым допустимым движением^[7]. Частицы материи сохраняют свою форму, покуда у них имеется приобретённое движение. При потере движения частицы способны к объединению^[8]. Он предполагал, что под действием приложенной силы частицы первоматерии стачивали свои углы в различных кругообразных движениях. Образовавшиеся сферы формировали вихри, а осколки заполняли промежутки между ними.

Эфирные вихри в представлении Декарта («Принципы философии», том III)

Невидимый эфир Декарта заполнял всё свободное от материи пространство Вселенной, однако не оказывал сопротивления при движении в нём вещественных тел. Декарт разделил «эфирные материи» по их свойствам на три категории^[9].

1. Элемент огня — самая тонкая и самая проникающая жидкость, сформированная в процессе стачивания частиц материи. Частицы огня самые маленькие и обладают самой большой скоростью. Они разнообразно делятся при столкновении с другими телами и заполняют все промежутки между ними. Из них состоят звёзды и Солнце.
2. Элемент воздуха — сферы, которые формируют тончайшую жидкость по сравнению с видимой материей, но в отличие от элемента огня обладают известной величиной и фигурой благодаря наличию осевого вращения. Это вращение позволяет сохранять форму частицы даже в состоянии покоя относительно окружающих тел. Из этих частиц состоит космос, не занятый звёздами или планетами, и они образуют собственно светоносный эфир.
3. Элемент земли — крупные частицы первоматерии, движения в которых очень мало или оно полностью отсутствует. Из этих частиц состоят планеты.

Механические свойства эфира, а именно абсолютная твёрдость частиц второго элемента и их плотное прилегание друг к другу, способствуют мгновенному распространению изменений в них. Когда импульсы изменений достигают Земли, они воспринимаются нами в качестве тепла и света^[10].

Изложенную систему мира Декарт применил для объяснения не только световых, но и других явлений. Причину тяжести (которую он считал присущей только земным предметам) Декарт видел в давлении окружающих Землю эфирных частиц, которые движутся быстрее самой Земли^[11]. Магнетизм вызван циркуляцией вокруг магнита двух встречных потоков мельчайших винтообразных частиц с противоположной резьбой, поэтому два магнита могут не только притягиваться, но и отталкиваться. За электростатические явления аналогично ответственны частицы лентообразной формы^[12]. Декарт построил также оригинальную теорию цвета, по которой разные цвета получаются из-за разных скоростей вращения частиц второго элемента^[13][14].

Теории света после Декарта

Учение Декарта о свете было существенно развито Гюйгенсом в его «Трактате о свете» (Traité de la lumière, 1690). Гюйгенс рассматривал свет как волны в эфире и разработал математические основы волновой оптики.

В конце XVII века были открыты несколько необычных оптических явлений, которые следовало согласовать с моделью светоносного эфира: дифракция (1665, Гримальди), интерференция (1665, Гук), двойное лучепреломление (1670, Эразм Бартолин, изучено Гюйгенсом), оценка скорости света (1675, Рёмер)^[15]. Наметились два варианта физической модели света:

• Эмиссионная (или корпускулярная) теория: свет есть поток частиц, излучаемых источником. В пользу этого мнения говорила прямолинейность распространения света, на которой основана геометрическая оптика, однако дифракция и интерференция плохо укладывались в эту теорию.
• Волновая: свет есть всплеск в эфире. Надо принять во внимание, что под волной тогда понимали не бесконечное периодическое колебание, как в современной теории, а одиночный импульс^[16]; по этой причине объяснения световых явлений с волновых позиций были мало правдоподобны.

Интересно отметить, что концепция светоносного эфира Декарта—Гюйгенса стала вскоре общепринятой в науке и не пострадала от развернувшихся в XVII—XVIII веках споров картезианцев и атомистов^{[17] [18]}, а также сторонников эмиссионной и волновой теории. Даже Исаак Ньютон, склонявшийся скорее к эмиссионной теории, допускал, что в указанных эффектах принимает участие и эфир^[19]. В трудах Ньютона эфир упоминается очень редко (в основном в ранних работах), хотя в личных письмах он иногда позволял себе «измышлять гипотезы» о возможной роли эфира в оптических, электрических и гравитационных явлениях. В последнем абзаце своего основного труда «Математические начала натуральной философии» Ньютон пишет: «Теперь следовало бы кое-что добавить о некоем тончайшем эфире, проникающем все сплошные тела и в них содержащемся». Далее он перечисляет предполагавшиеся в тот период примеры физической роли эфира:

Частицы тел при весьма малых расстояниях взаимно притягиваются, а при соприкосновении сцепляются, наэлектризованные тела действуют на большие расстояния, как отталкивая, так и притягивая близкие малые тела, свет испускается, отражается, преломляется, уклоняется и нагревает тела, возбуждается всякое чувствование, заставляющее члены животных двигаться по желанию, передаваясь именно колебаниями этого эфира от внешних органов чувств мозгу и от мозга мускулам.

Ньютон, однако, никак не комментирует все эти гипотезы, ограничившись замечанием: «Но это не может быть изложено вкратце, к тому же нет и достаточного запаса опытов, коими законы действия этого эфира были бы точно определены и показаны»^[20].

Благодаря авторитету Ньютона, эмиссионная теория света в XVIII веке стала общепринятой. Эфир рассматривался не как носитель, но как переносчик световых частиц, а преломление и дифракцию света объясняли изменением плотности эфира — вблизи тел (дифракция) или при переходе света из одной среды в другую (преломление)^[21]. В целом эфир как часть системы мира отошёл в XVIII веке на задний план, однако теория эфирных вихрей сохранилась, и были безуспешные попытки применить её для объяснения магнетизма и гравитации^[22].

Развитие моделей эфира в XIX веке

Волновая теория света

В начале XIX века волновая теория света, рассматривавшая свет как волны в эфире, одержала решительную победу над эмиссионной теорией. Первый удар по эмиссионной теории нанёс английский учёный-универсал Томас Юнг, в 1800 году разработавший волновую теорию интерференции (и ввёл сам этот термин) на основе сформулированного им принципа суперпозиции волн. По результатам своих опытов он довольно точно оценил длину волны света в различных цветовых диапазонах.

Огюстен Жан Френель

Вначале теория Юнга была встречена враждебно. Как раз в это время было глубоко изучено явление двойного лучепреломления и поляризации света, воспринятое как решающее доказательство в пользу эмиссионной теории. Но тут в поддержку волновой модели (ничего не зная о Юнге) выступил Огюстен Жан Френель. Рядом остроумных опытов он продемонстрировал чисто волновые эффекты, совершенно необъяснимые с позиций корпускулярной теории, а его мемуар, содержащий всестороннее исследование с волновых позиций и математическую модель всех известных тогда свойств света (кроме поляризации), победил на конкурсе Парижской Академии наук (1818). Курьёзный случай описывает Араго: на заседании комиссии академиков Пуассон выступил против теории Френеля, так как из неё следовало, что при определённых условиях в центре тени от непрозрачного кружка мог появиться ярко освещённый участок. На следующем заседании Френель продемонстрировал членам комиссии этот эффект.

Юнг и Френель изначально рассматривали свет как упругие (продольные) колебания разрежённого, но чрезвычайно упругого эфира, подобные звуку в воздухе. Любой источник света запускает упругие колебания эфира, которые происходят с гигантской, нигде больше не отмеченной в природе частотой, благодаря чему достигается распространение их с колоссальной скоростью^[23]. Любое вещественное тело притягивает эфир, который проникает внутрь тела и сгущается там. От плотности эфира в прозрачном теле зависел коэффициент преломления света^[24].

Оставалось понять механизм поляризации. Ещё в 1816 году Френель обсуждал возможность того, что световые колебания эфира не продольны, а поперечны. Это легко объяснило бы явление поляризации. Юнг в это время тоже пришёл к такой идее. Однако поперечные колебания ранее встречались только в несжимаемых твёрдых телах, в то время как эфир считали близким по свойствам к газу или жидкости. В 1822—1826 годах Френель представил мемуары с описанием новых опытов и полную теорию поляризации, сохраняющую значение и в наши дни.

Модель Коши-Стокса

Интерес и доверие к концепции эфира в XIX веке резко возросли. Следующие (после 1820-х) почти сто лет обозначены триумфальным успехом волновой оптики во всех областях. Классическая волновая оптика была завершена, поставив в то же время труднейший вопрос: что же представляет собой эфир?

Когда выяснилось, что световые колебания строго поперечны, встал вопрос о том, какими свойствами должен обладать эфир, чтобы допускать поперечные колебания и исключить продольные. А. Навье в 1821 году получил общие уравнения распространения возмущений в упругой среде. Теория Навье была развита О. Л. Коши (1828), который показал, что, вообще говоря, продольные волны также должны существовать^[25].

Френель выдвинул гипотезу, согласно которой эфир несжимаем, но допускает поперечные сдвиги. Такое предположение трудно согласовать с полной проницаемостью эфира по отношению к веществу. Д. Г. Стокс объяснил затруднение тем, что эфир подобен смоле: при быстрых деформациях (излучение света) он ведёт себя как твёрдое тело, а при медленных (скажем, при движении планет) пластичен. В 1839 году Коши усовершенствовал свою модель, создав теорию сжимающегося (лабильного) эфира, позднее доработанную У. Томсоном.

Чтобы все эти модели не рассматривались как чисто спекулятивные, из них следовало формально вывести основные эффекты волновой оптики. Однако подобные попытки имели мало успеха. Френель предположил, что эфир состоит из частиц, величина которых сравнима с длиной световой волны. При этом дополнительном предположении Коши удалось обосновать явление дисперсии света. Однако попытки связать, например, френелевскую теорию преломления света с какой-либо моделью эфира оказались неудачны^[26].

Эфир и электромагнетизм

Фарадей относился к эфиру скептически и выражал неуверенность в его существовании^[27]. С открытием Максвеллом уравнений классической электродинамики теория эфира получила новое содержание.

В ранних работах Максвелл использовал гидродинамические и механические модели эфира, однако подчёркивал, что они служат только для пояснения с помощью наглядной аналогии. Необходимо иметь в виду, что векторного анализа тогда ещё не существовало, и гидродинамическая аналогия понадобилась Максвеллу, в первую очередь, для разъяснения физического смысла дифференциальных операторов (дивергенция, ротор и др.). Например, в статье «О Фарадеевых силовых линиях» (1855) Максвелл пояснил, что используемая в модели воображаемая жидкость «представляет собой исключительно совокупность фиктивных свойств, составленную с целью представить некоторые теоремы чистой математики в форме, более наглядной и с большей лёгкостью применимой к физическим задачам, чем форма, использующая чисто алгебраические символы»^[28]. Позднее (с 1864 года) Максвелл исключил из своих трудов рассуждения по аналогии^[29]. Конкретных моделей эфира Максвелл не разрабатывал и не опирался на какие-либо свойства эфира, кроме способности поддерживать ток смещения, то есть перемещение электромагнитных колебаний в пространстве.

Когда эксперименты Г. Герца подтвердили теорию Максвелла, эфир стал рассматриваться как общий носитель света, электричества и магнетизма. Волновая оптика превратилась в органичную часть теории Максвелла, и возникла надежда построить физическую модель эфира на этом фундаменте. Исследованиями в этой области занимались крупнейшие учёные мира. Часть из них (например, сам Максвелл, Умов и Гельмгольц), хотя писала о свойствах эфира, фактически изучала свойства электромагнитного поля. Другая часть (например, Д. Г. Стокс, У. Томсон) пыталась раскрыть природу и свойства собственно эфира — оценить давление в нём, плотность его массы и энергии, связать с атомной теорией.

Химизм в попытках понимания эфира (Д. И. Менделеев)

Д. И. Менделеев. Опыт химического понимания мирового эфира. Нью-Йорк — Лондон — Бомбей. 1904

В трудах Д. И. Менделеева этот вопрос имеет непосредственное отношение к осмыслению им физических причин периодичности. Поскольку свойства элементов пребывают в периодической зависимости от атомных весов (массы), учёный предполагал использовать эти закономерности для решения настоящей проблемы, — определяя причины сил тяготения и благодаря изучению свойств передающей их среды.^[30]

Как уже отмечено, предполагалось, что «эфир», заполняющий межпланетное пространство, является средой, передающей свет, тепло и гравитацию. В контексте таких представлений исследования сильно разреженных газов представлялось возможным путём к детерминации названной субстанции, когда свойства «обычного» вещества уже не способны бы были скрывать свойства «эфира»^[30].

В одной из своих гипотез Д. И. Менделеев руководствовался тем, что специфическим состоянием сильно разреженных газов воздуха мог оказаться «эфир» или некий неизвестный инертный газ с очень малым весом, то есть наилегчайший химический элемент. Учёный пишет на оттиске из «Основ химии», на эскизе периодической системы 1871 года: «Легче всех эфир, в миллионы раз»; в рабочей тетради 1874 года он более ясно высказывает свои соображения: «При нулевом давлении у воздуха есть некоторая плотность, это и есть эфир!». Но в его публикациях той поры эти мысли не нашли отражения. Открытие в конце XIX века инертных газов актуализировало вопрос о химической сущности мирового эфира. По предложению Уильяма Рамзая Менделеев включает в периодическую таблицу нулевую группу, оставляя место для более лёгких, чем водород, элементов. По мнению Менделеева, группа инертных газов могла быть дополнена коронием и легчайшим, пока неизвестным элементом, названным им ньютонием, который и составляет мировой эфир^[31]

Свои взгляды в апреле 1902 года он развёрнуто излагает в эссе «Попытка химического понимания мирового эфира» (опубликовано на английском языке в 1904 году, на русском — в 1905 году). В заключительной части этого труда Д. И. Менделеев пишет^[30][32]:

Представляя эфир газом, обладающим указанными признаками и относящимся к нулевой группе, я стремлюсь прежде всего извлечь из периодического закона то, что он может дать, реально объяснить вещественность и всеобщее распространение эфирного вещества повсюду в природе и его способность проникать все вещества не только газо- или парообразные, но и твёрдые и жидкие, так как атомы наиболее легких элементов, из которых состоят наши обычные вещества, всё же в миллионы раз тяжелее эфирных и, как надо думать, не изменят сильно своих отношений от присутствия столь лёгких атомов, каковы атомы или эфирные. Понятно само собой, что вопросов является затем и у меня самого целое множество, что на большую часть из них мне кажется невозможным отвечать, и что в изложении своей попытки я не думал ни поднимать их, ни пытаться отвечать на те из них, которые мне кажутся разрешимыми. Писал не для этого свою «попытку», а только для того, чтобы высказаться в таком вопросе, о котором многие, знаю, думают, и о котором надо же начать говорить.

Ещё в ранних своих работах Д. И. Менделеев пришёл к методологическим принципам и положениям, получившим развитие в его последующих исследованиях. Он стремится подходить к решению того или иного вопроса, следуя этим общим принципам, создавая философскую концепцию, в пределах которой будет проводиться анализ конкретных данных. Это характерно и для исследований, касающихся данной темы, которые выразились результатами, к ней прямого отношения не имеющими.^[33] Движимый идеей обнаружения эфира, Д. И. Менделеев экспериментально начал изучать разреженные газы, и, занимаясь этой темой, сформулировал или подтвердил положения кинетической теории и термодинамики, теоретически обосновал условия поведения сжатых газов^[34]: получил уравнение идеального газа, содержащее выведенную им универсальную газовую постоянную, и получил вириальные разложения, которые находятся в полном соответствии с первыми приближениями в известных сейчас уравнениях для реальных газов. Очень ценным, но несколько преждевременным, было предложение Д. И. Менделеева о введении термодинамической шкалы температур^[30].

Эфир и гравитация

В течение XVII—XIX веков были сделаны многочисленные попытки связать эфир с гравитацией и подвести физическую основу под ньютоновский закон всемирного тяготения. Исторические обзоры упоминают более 20 таких моделей разной степени разработанности. Чаще других высказывались следующие идеи^[35][36][37].

• Гидростатическая модель: поскольку эфир, как считалось, скапливается внутри материальных тел, его давление в пространстве между телами ниже, чем в удалении от этих тел. Избыточное давление сбоку «подталкивает» тела друг к другу.
• Тяготение есть результат распространения через эфир колебаний («пульсаций») атомов вещества.
• В эфире имеются «источники» и «стоки», и их взаимовлияние проявляется как тяготение.
• Эфир содержит множество беспорядочно движущихся микрочастиц (корпускул), и тяготение двух тел возникает из-за того, что каждое тело «экранирует» другое от этих частиц, тем самым создавая дисбаланс сил (подталкивающих корпускул получается больше, чем расталкивающих).

Все эти модели подверглись аргументированной критике и не смогли добиться широкого научного признания^[36].

Гидростатическая модель

Впервые эта модель была опубликована в списке проблем и вопросов, которые Ньютон поместил в конце своего труда «Оптика» (1704). Сам Ньютон ни разу не выступил в поддержку такого подхода, ограничившись известным высказыванием: «Причину этих свойств силы тяготения я до сих пор не мог вывести из явлений, гипотез же я не измышляю». Данная идея никогда не получала сколько-нибудь серьёзного развития^[36].

Другой вариант этой модели предложил Роберт Гук: притяжение вызывают колебания атомов, передающиеся от тела к телу через эфир. Эта мысль получила развитие в XIX веке в виде «пульсационных» теорий^[36].

«Пульсационные» теории

Среди «пульсационных» теорий наиболее видное место занимает модель норвежского физика Карла Бьеркнеса, который одним из первых попытался создать единую теорию всех полей. Публикации Бьеркнеса (1870-е годы) развивали следующую идею: тела в эфире ведут себя подобно синхронно пульсирующим телам в несжимаемой жидкости, между которыми, как известно, возникает притяжение, обратно пропорциональное квадрату расстояния. Концепцию Бьеркнеса поддержали английские физики Фредерик Гатри (Frederick Guthrie) и Уильям Хикс (William Mitchinson Hicks), последний теоретически описал «отрицательную материю», чьи атомы колеблются в противофазе, и антигравитацию. В 1909 году теория Бьеркнеса была развита Чарльзом Бертоном (Charles V. Burton), который приписал пульсации электронам внутри тел^[38].

«Пульсационные» модели подверглись резкой критике, против них были выдвинуты следующие возражения^[38].

1. Общепринятая в конце XIX века теория эфира рассматривала его как упругую среду, поэтому свойство несжимаемости следовало либо как-то обосновать, либо допустить существование двух в корне различных видов эфира.
2. Непонятны причины синхронности колебаний атомов.
3. Для поддержания незатухающих пульсаций необходимы какие-то внешние силы.

Источники/стоки в эфире

Основными авторами этой группы моделей были английские учёные Карл Пирсон (K. Pearson) и Джордж Адольф Шотт (George Adolphus Schott). Пирсон, специалист по гидродинамике, сначала поддерживал пульсационные теории, но в 1891 году предложил модель атома как системы эфирных струй, с помощью которой надеялся объяснить как электромагнитные, так и гравитационные эффекты^[39]:

Первичной субстанцией является жидкая невращающаяся среда, а атомы или элементы материи суть струи этой субстанции. Откуда взялись в трёхмерном пространстве эти струи, сказать нельзя; в возможности познания физической Вселенной теория ограничивается их существованием. Может быть, их возникновение связано с пространством более высокой размерности, чем наше собственное, но мы о нём ничего знать не можем, мы имеем дело лишь с потоками в нашу среду, со струями эфира, которые мы предложили именовать «материей».

Масса, по Пирсону, определяется средней скоростью струй эфира. Из этих общих соображений Пирсон сумел вывести ньютоновский закон тяготения. Пирсон не объяснил, откуда и куда текут эфирные струи. Этот аспект попытался прояснить Шотт, предположив, что радиус электрона со временем увеличивается, и это «раздувание» являются источником движения эфира. В варианте Шотта постоянная тяготения меняется со временем^[39].

Теория Лесажа

Основная статья: Теория гравитации Лесажа

Притяжение по Лесажу: каждое тело «экранирует» другое от давления корпускул, создавая равнодействующую в сторону сближения

Идея этой остроумной механической модели тяготения появилась ещё во времена Ньютона (Никола Фатио де Дюилье, 1690), автором развитой теории стал швейцарский физик Жорж Луи Лесаж, первая публикация которого появилась в 1782 году^[40]. Суть идеи показана на рисунке: пространство заполнено некими быстро и хаотично движущимися эфирными корпускулами, их давление на одиночное тело уравновешено, в то время как давление на два близких тела несбалансировано (в силу частичного экранирования со стороны тел), что создаёт эффект взаимного притяжения. Увеличение массы тела означает увеличение числа составляющих это тело атомов, из-за чего пропорционально увеличивается число столкновений с корпускулами и величина давления с их стороны, поэтому сила притяжения пропорциональна массе тела. Отсюда Лесаж вывел закон тяготения Ньютона^[41].

Критики теории Лесажа отмечали множество её слабых мест, особенно с точки зрения термодинамики. Джеймс Максвелл показал, что в модели Лесажа энергия непременно перейдёт в теплоту и быстро расплавит любое тело. В итоге Максвелл сделал вывод^[42]:

Мы посвятили этой теории больше места, нежели, по-видимому, она заслуживает, потому что она остроумна и потому что это — единственная теория о причине тяготения, которая была настолько подробно развита, что было возможно обсуждать аргументы за и против неё. Видимо, она не может объяснить нам, почему температура тел остается умеренной, между тем как их атомы выдерживают подобную бомбардировку.

Анри Пуанкаре подсчитал (1908), что скорость корпускул должна быть на много порядков выше скорости света, и их энергия испепелила бы все планеты^[41]. Были отмечены и непреодолимые логические трудности^[36]:

• Если тяготение вызвано экранированием, то Луна в те моменты, когда она находится между Землёй и Солнцем, должна существенно влиять на силу притяжения этих тел и, соответственно, на траекторию Земли, однако ничего подобного в реальности не наблюдается.
• Быстро движущееся тело должно испытывать спереди избыточное давление со стороны корпускул.

Попытка Джорджа Дарвина заменить корпускулы на волны в эфире оказалась также неудачной^[43]. В обзоре 1910 года модель Лесажа уверенно характеризуется как несостоятельная^[41].

Трудности в теории эфира (конец XIX — начало XX века)

В 1728 году английский астроном Брэдли открыл аберрацию света: все звёзды описывают на небосводе малые круги с периодом в один год. С точки зрения эфирной теории света это означало, что эфир неподвижен, и его кажущееся смещение (при движении Земли вокруг Солнца) по принципу суперпозиции отклоняет изображения звёзд. Френель, однако, допускал, что внутри движущегося вещества эфир частично увлекается. Эта точка зрения, казалось, нашла подтверждение в опытах Физо.

Общий вид интерферометра. Из доклада А. Майкельсона 1881 г.^[44]

Максвелл в 1868 году предложил схему решающего опыта, который после изобретения интерферометра смог осуществить в 1881 году американский физик Майкельсон. Позже Майкельсон и Эдвард Морли повторили опыт несколько раз с возрастающей точностью, но результат был неизменно отрицательным — «эфирного ветра» не существовало.

В 1892 году Г. Лоренц и независимо от него Дж. Фицджеральд предположили, что эфир неподвижен, а длина любого тела сокращается в направлении его движения, из-за чего «эфирный ветер» становится сложнее обнаружить. Оставался, однако, неясным вопрос — отчего длина сокращается в точности в такой степени, чтобы сделать обнаружение эфира (точнее, движения относительно эфира) невозможным. В это же время были открыты преобразования Лоренца, которые вначале посчитали специфическими для электродинамики. Эти преобразования объясняли лоренцево сокращение длины, но были несовместимы с классической механикой, основанной на преобразованиях Галилея. Анри Пуанкаре показал, что преобразования Лоренца эквивалентны принципу относительности для электромагнитного поля; он считал, что эфир существует, но принципиально не может быть обнаружен.

А. Эйнштейн, 1905 г.

Физическая сущность преобразований Лоренца раскрылась после работ Эйнштейна. В статье 1905 года Эйнштейн рассмотрел два постулата: всеобщий принцип относительности и постоянство скорости света. Из этих постулатов сразу вытекали преобразования Лоренца (уже не только для электродинамики), сокращение длины и относительность одновременности событий. Эйнштейн указал в этой же статье на ненужность эфира, поскольку никаких разумных физических атрибутов приписать ему не удалось, а всё то, что считалось динамическими свойствами эфира, вобрала в себя кинематика специальной теории относительности (СТО). С этого момента электромагнитное поле стало рассматриваться не как энергетический процесс в эфире, а как самостоятельный физический объект.

Новые представления победили не сразу, ряд физиков ещё несколько десятилетий после 1905 года делали попытки восстановить доверие к эфирной модели. Дейтон Миллер в 1924 году объявил, что обнаружил «эфирный ветер». Результат Миллера не подтвердился, а намного более точные измерения (различными методами) вновь показали, что «эфирный ветер» отсутствует^[45]. Другие физики пытались использовать для доказательства существования эфира эффект Саньяка, однако это явление полностью объясняется в рамках теории относительности^[46]. Исследуются также возможные границы применимости теории относительности^[47].

Причины отказа от концепции эфира

Главной причиной, по которой физическое понятие эфира было отвергнуто, стал тот факт, что это понятие после разработки СТО оказалось излишним. Из других причин можно назвать противоречивые атрибуты, приписываемые эфиру — неощутимость для вещества, поперечная упругость, немыслимая по сравнению с газами или жидкостями скорость распространения колебаний и др. Дополнительным аргументом стало доказательство дискретной (квантовой) природы электромагнитного поля, несовместимое с гипотезой непрерывного эфира.

В своей статье «Принцип относительности и его следствия в современной физике» (1910)^[48] А. Эйнштейн детально объяснил, почему концепция светоносного эфира несовместима с принципом относительности. Рассмотрим, например, магнит, движущийся поперёк замкнутого проводника. Наблюдаемая картина зависит только от относительного движения магнита и проводника и включает появление в последнем электрического тока. Однако с точки зрения теории эфира в разных системах отсчёта картина существенно разная. В системе отсчёта, связанной с проводником, при перемещении магнита меняется напряжённость магнитного поля в эфире, вследствие чего создаётся электрическое поле с замкнутыми силовыми линиями, в свою очередь создающее ток в проводнике. В системе отсчёта, связанной с магнитом, электрическое поле не возникает, а ток создаётся прямым действием изменения магнитного поля на электроны движущегося проводника. Таким образом, реальность процессов в эфире зависит от точки наблюдения, что в физике недопустимо.

Позже, после создания общей теории относительности (ОТО), Эйнштейн предложил возобновить применение термина, изменив его смысл, а именно — понимать под эфиром физическое пространство ОТО^[49]. В отличие от светоносного эфира, физическое пространство не субстанционально (например, нельзя приписать точкам пространства собственное движение и самоидентичность), поэтому для пространства, в отличие от эфира Лоренца-Пуанкаре, не возникает трудностей с принципом относительности^[50]. Однако большинство физиков предпочло не возвращаться к использованию уже упразднённого термина.

Попытки возврата в физику понятия эфира

Часть учёных и после 1905 года продолжала поддерживать концепцию светоносного эфира, они выдвигали различные альтернативные теории и пытались доказать их экспериментально. Однако неизменно оказывалось, что теория относительности и теории, на ней основанные, находятся в согласии с результатами всех наблюдений и экспериментов,^[51][52] в то время как конкурентоспособной эфирной теории, способной описать всю совокупность опытных фактов, не появилось.

В современных научных статьях термин «эфир» используется почти исключительно в работах по истории науки^[53]. Тем не менее время от времени появляются предложения воскресить это понятие как полезное для физики.

Часть таких мнений носит скорее терминологический характер. Как уже говорилось выше, ещё Эйнштейн предложил называть эфиром физическое пространство, чтобы подчеркнуть, что оно имеет не только геометрические, но и физические атрибуты. Уиттекер позднее писал: «Мне кажется абсурдным сохранять название „вакуум“ для категории, обладающей таким количеством физических свойств, а вот исторический термин „эфир“ как нельзя лучше подходит для этой цели»^[54]. Лауреат Нобелевской премии по физике Роберт Б. Лафлин так сказал о роли эфира в современной теоретической физике:

Как это ни парадоксально, но в самой креативной работе Эйнштейна (общей теории относительности) существует необходимость в пространстве как среде, тогда как в его исходной предпосылке (специальной теории относительности) необходимости в такой среде нет… Слово «эфир» имеет чрезвычайно негативный оттенок в теоретической физике из-за его прошлой ассоциации с оппозицией теории относительности. Это печально, потому что оно довольно точно отражает, как большинство физиков на самом деле думают о вакууме… Теория относительности на самом деле ничего не говорит о существовании или несуществовании материи, пронизывающей вселенную… Но мы не говорим об этом, потому что это табу.^[55]

Существенной поддержки эти предложения не получили^[56][57][58]. Одной из причин этого является то, что эфир ассоциируется с механическими моделями, которые характеризуются скоростью среды в каждой точке (трёх- или четырёхмерным вектором), а известные физические поля не имеют подобных свойств, например, метрическое поле — тензорное, а не векторное, а калибровочные векторные поля Стандартной модели имеют дополнительные индексы.

Термин эфир изредка используется в научных работах при создании новой терминологии. Так, например, в работе A. de Gouvêa, Can a CPT violating ether solve all electron (anti)neutrino puzzles?, Phys. Rev. D 66, 076005 (2002) (hep-ph/0204077) под «CPT-нарушающим эфиром» подразумевается лишь определённого вида члены в потенциале нейтринного лагранжиана.

Более радикальные построения, в которых эфир выступает как субстанция (среда), вступают в конфликт с принципом относительности^[51]. Такой эфир за счёт очень слабого взаимодействия с обычным миром может приводить к некоторым явлениям, главным из которых является слабое нарушение лоренц-инвариантности теории. Ссылки на некоторые из этих моделей можно найти в SLAC Spires Database.

Однако до настоящего времени не обнаружены какие-либо наблюдаемые физические явления, которые оправдали бы реанимацию концепции субстанционального эфира в какой-либо форме.

Использование термина «эфир» в культуре

Радио появилось задолго до того, как термин эфир вышел из научного употребления, и в профессиональной терминологии медиа-индустрии укоренилось немало связанных с эфиром словосочетаний: программа вышла в эфир, прямой эфир и т. п. Термин «передача в эфир» использован в ряде статей ГК РФ, касающихся авторского права и смежных прав. Английская версия термина (Ether) присутствует во многих терминах электроники (например, «Ethernet»), хотя применительно к радиосвязи и радиовещанию используется слово air.

См. также

• История теории относительности
• История физики
• Механические теории гравитации^[en]
• Ньютоний
• Теория гравитации Лесажа
• Теплород
• Флогистон
• Эфир (мифология)

Примечания

↑ Показывать компактно

1. Эфир // Физическая энциклопедия (в 5 томах) / Под редакцией акад. А. М. Прохорова. — М.: Советская Энциклопедия, 1988. — Т. 5. — С. 688. — ISBN 5-85270-034-7.
2. Еремеева А. И., Цицин Ф. А. История астрономии. — М.: Изд-во МГУ, 1989. — С. 175.
3. ↑ Уиттекер, 2001, с. 23.
4. ↑ Рожанский И. Д. Анаксагор. — М.: Мысль, 1983. — С. 43. — 142 с. — (Мыслители прошлого).
5. ↑ Терентьев И. В. История эфира, 1999, с. 19—26.
6. ↑ Декарт. Первоначала философии, 1989, Том 1, стр. 359—360..
7. ↑ Декарт. Первоначала философии, 1989, Том 1, стр. 195—198..
8. ↑ René Descartes' philosophische Werke. Abteilung 3, Berlin 1870, S. 85-175, § 88.
9. ↑ Декарт. Первоначала философии, 1989, Том 1, стр. 48..
10. ↑ Декарт. Первоначала философии, 1989, Том 1, стр. 207—211, 228—237..
11. ↑ Декарт. Первоначала философии, 1989, Том 1, стр. 221—226..
12. ↑ Декарт Рене. Первоначала философии. Часть IV, §§ 133—187.
13. ↑ Декарт Рене. Рассуждение о методе. Диоптрика. Метеоры. Геометрия. — М.: Изд.: АН СССР, 1953. — С. 277.
14. ↑ Гольдгаммер Д. А. Эфир, в физике // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
15. ↑ Спасский Б. И. История физики. — Т. 1. — С. 122-124.
16. ↑ Кудрявцев П. С. Курс истории физики. — Т. 1. — С. 221.
17. ↑ Уиттекер, 2001, с. 31.
18. ↑ Терентьев И. В. История эфира, 1999, с. 66.
19. ↑ Вавилов С. И. Исаак Ньютон, глава VI. 2-е доп. изд. — М.-Л.: Изд. АН СССР, 1945. (Переиздание: — М.: Наука, 1989.)
20. ↑ Исаак Ньютон. Математические начала натуральной философии. — М.: Наука, 1989. — С. 662. — 688 с. — (Классики науки). — ISBN 5-02-000747-1.
21. ↑ Уиттекер, 2001, с. 38-39.
22. ↑ Уиттекер, 2001, с. 126.
23. ↑ Терентьев И. В. История эфира, 1999, с. 94—95.
24. ↑ Уиттекер, 2001, с. 138.
25. ↑ Спасский Б. И. История физики, 1977, Том I, стр. 262.
26. ↑ Спасский Б. И. История физики, 1977, Том I, стр. 264—266.
27. ↑ Уиттекер, 2001, с. 234.
28. ↑ Спасский Б. И., Cараргов Ц. С. О роли механических моделей в работах Максвелла по теории электромагнитноrо поля // Вопросы истории физико-математических наук. — М.: Высшая школа, 1963. — С. 415—424.
29. ↑ Спасский Б. И. История физики, 1977, Том II, стр. 97—103.
30. Летопись жизни и деятельности Д. И. Менделеева / Ответственный редактор А. В. Сторонкин. — Л.: Наука, 1984. С. 150, 178, 179.
31. ↑ Рязанцев Г. Проблема «нулевых» в работах Менделеева // Наука и жизнь. — 2014. — № 2. — С. 76—80.
32. ↑ Менделеев Д. И. Попытка химического понимания мирового эфира. — СПб.: Типолитография М. П. Фроловой. 1905. С. 5—40
33. ↑ Керова Л. С. Некоторые особенности творчества Д. И. Менделеева // Эволюция идей Д. И. Менделеева в современной химии. — Л.: Наука. 1984. С. 8, 12
34. ↑ Беленький М. Д. Глава шестая. Пасьянс // Менделеев. — М.: Молодая гвардия, 2010. — 512 с. — (Жизнь замечательных людей). — 5000 экз. — ISBN 978-5-235-03301-6.
35. ↑ Роузвер Н. Т., 1985, с. 119..
36. Богородский А. Ф., 1971, с. 31—34.
37. ↑ Визгин В. П., 1981, с. 30—31..
38. Роузвер Н. Т., 1985, с. 125—130..
39. Роузвер Н. Т., 1985, с. 130—133..
40. ↑ G. L. Lesage. Lucrèce Newtonien (фр.) // Nouveaux Memoires De L’Academie Royal de Sciences et Belle Letters. — Berlin, 1782. — P. 404-431.
41. Роузвер Н. Т., 1985, с. 133—138..
42. ↑ Джеймс Клерк Максвелл. Атом // Статьи и речи. — М.: Наука, 1968. — С. 157. — 423 с.
43. ↑ Визгин В. П., 1981, с. 56—57..
44. ↑ Albert A. Michelson, Edward W. Morley. On the Relative Motion of the Earth and the Luminiferous Ether. The American Journal of Science. III series. Vol. XXII, No. 128, P.120 — 129.
45. ↑ См. Повторения опыта Майкельсона.
46. ↑ Малыкин Г. Б. Эффект Саньяка. Корректные и некорректные объяснения. Успехи физических наук, том 170, № 12 (2000)
47. ↑ Эфир возвращается?
48. ↑ Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырёх томах. М.: Наука, 1965—1967. Том I, стр. 138.
49. ↑ Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырёх томах. — М.: Наука, 1965—1967. Том I, стр. 682—689.
50. ↑ Кузнецов Б. Г. Эйнштейн. Жизнь. Смерть. Бессмертие. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука, 1980. — С. 211-213, 531..
51. Уилл К. Теория и эксперимент в гравитационной физике = Will, Clifford M. Theory and Experiment in Gravitational Physics. Cambridge Univ. Press, 1981. / Пер. с англ.. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 296 с.
52. ↑ Clifford M. Will. The Confrontation between General Relativity and Experiment Living Rev. Relativity 9, (2006), 3.
53. ↑ Например, поиск этого термина в послевоенных выпусках журнала «Успехи физических наук» практически безрезультатен: Поиск в УФН по метаконтексту «эфир»
54. ↑ Уиттекер, 2001, с. 16.
55. ↑ Laughlin Robert B. A Different Universe: Reinventing Physics from the Bottom Down. — NY, NY: Basic Books, 2005. — P. 120–121. — ISBN 978-0-465-03828-2.
56. ↑ Kostro, L. Albert Einstein's New Ether and his General Relativity // Proceedings of the Conference of Applied Differential Geometry. — 2001. — С. 78–86.
57. ↑ Stachel, J. Why Einstein reinvented the ether // Physics World. — 2001. — Вып. 55–56..
58. ↑ Kostro, L. An outline of the history of Einstein's relativistic ether concept //In: Jean Eisenstaedt & Anne J. Kox, Studies in the history of general relativity, 3. — Boston-Basel-Berlin: Birkäuser, 1992. — P. 260–280. — ISBN 0-8176-3479-7.

Литература

• Богородский А. Ф. Всемирное тяготения. — Киев: Наукова думка, 1971. — 351 с.
• Визгин В. П. Релятивистская теория тяготения. Истоки и формирование. 1900-1915 гг.. — М.: Наука, 1981. — 352 с.
• Гольдгаммер Д. А. Эфир, в физике // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Декарт Рене. Первоначала философии // Сочинения в двух томах. — М.: Мысль, 1989. — Т. I.
• Кудрявцев П. С. Курс истории физики. — М.: Просвещение, 1974.
• Роузвер Н. Т. Перигелий Меркурия. От Леверье до Эйнштейна = Mercury's perihelion. From Le Verrier to Einstein. — М.: Мир, 1985. — 244 с.
• Спасский Б. И. История физики. — М.: Высшая школа, 1977.
• Том 1: Часть 1-я; Часть 2-я
• Том 2: Часть 1-я; Часть 2-я
• Терентьев И. В. История эфира. — М.: ФАЗИС, 1999. — 176 с. — ISBN 5-7036-0054-5.
• Уиттекер Э. История теории эфира и электричества. — М.: Регулярная и хаотическая динамика, 2001. — 512 с. — ISBN 5-93972-070-6.

Ньютоний

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Исаак Ньютон

Ньютоний (лат. Newtonium в честь Исаака Ньютона) — легчайший гипотетический химический элемент, существованием которого Д. И. Менделеев пытался объяснить химическую природу мирового эфира.

Содержание

• 1 История
• 2 См. также
• 3 Примечания
• 4 Литература

История

Концепция мирового эфира получила развитие в середине XIX века в рамках волновой оптики и электромагнитной теории Максвелла. Мировой эфир стал рассматриваться как гипотетическая всепроникающая сущность, заполняющая мировое пространство и передающая свет, тепло и гравитацию^[1].

Очевидно, что открытым оставался вопрос о химической природе эфира: он должен был состоять из легчайших, абсолютно инертных элементов, атомы которых не удерживались бы гравитационными силами. Ни легчайший известный элемент, водород, ни гипотетический короний категорически не годились на эту роль. Таким образом, концепция мирового эфира оказалась тесно связанной с решением проблемы нижней границы периодической системы химических элементов.

Задачу тяготения и задачи всей энергетики нельзя представить реально решёнными без реального понимания эфира, как мировой среды, передающей энергию на расстояния. Реального же понимания эфира нельзя достичь, игнорируя его химизм и не считая его элементарным веществом.

— Менделеев Д. И. Попытка химического понимания мирового эфира. СПб., 1905

Обложка брошюры «Попытка химического понимания мирового эфира» и периодическая таблица элементов из неё (Политехнический музей, Москва)

Д. И. Менделеев, открыв Периодический закон, понимал, что явление периодичности не имеет физического обоснования, и не видел прямых путей, ведущих к его отысканию. Ещё в ранних работах по периодичности Менделеев предполагал, что эфир мог быть специфическим состоянием газов при большом разрежении или особым газом с очень малым весом. Открытие в конце XIX века инертных газов актуализировало вопрос о сущности химических элементов. По предложению Уильяма Рамзая Менделеев формирует нулевую группу периодической таблицы, но также оставляет место для более лёгких, чем водород, элементов. По мнению Менделеева, группа инертных газов могла быть дополнена коронием и ещё более лёгким, пока неизвестным элементом. Свои соображения Менделеев высказал в статье «Попытка химического понимания мирового эфира» (1902, опубл. в 1905) и 8-м издании учебника «Основы химии» (1906).

Если же аналоги аргона вовсе не дают соединений, то очевидно, что нельзя включать ни одну из групп ранее известных элементов, и для них должно открыть особую группу нулевую… Это положение аргоновых аналогов в нулевой группе составляет строго логическое следствие понимания периодического закона… Теперь же, когда стало не подлежать ни малейшему сомнению, что перед той I группой, в которой должно помещать водород, существует нулевая группа, представители которой имеют веса атомов меньше, чем у элементов I группы, мне кажется невозможным отрицать существование элементов более лёгких, чем водород.
… я прибавляю в последнем видоизменении распределения элементов по группам и рядам не только нулевую группу, но и нулевой ряд, и на место в нулевой группе и в нулевом ряде помещён элемент x (мне бы хотелось предварительно назвать его «ньютонием» — в честь бес­смертного Ньютона), который и решаюсь считать, во-первых, наилегчайшим из всех элементов, как по плотности, так и по атомному весу, во-вторых, наибыстрее движущимся газом, в-третьих, наименее способным к образованию с какими-либо другими атомами или частицами определенных сколько-либо прочных соединений, и, в-четвертых, — элементом, всюду распространённым и всё проникающим, как мировой эфир.

— Менделеев Д. И. Попытка химического понимания мирового эфира. СПб., 1905

Менделеев привёл свои расчёты массы атома ньютония, исходя из «возможности движущимся частицам вырываться из сферы притяжения земли, солнца и звёзд». Она, по расчетам ученого, может колебаться в пределах 9.6·10⁻⁷ до 5.3·10⁻¹¹ от массы атома водорода: «…для понимания множества явлений совершенно достаточно признать пока, что частицы и атомы легчайшего элемента х, могущего свободно двигаться всюду, имеют вес, близкий к одной миллионной доле веса водородного атома, и движутся со средней скоростью, недалекою от 2250 километров в секунду».

Следует отметить, что ни в цитируемой выше статье, ни в 7-м и 8-м издании «Основ химии» Менделеев не включил ньютоний и короний в прилагаемые периодические таблицы, признавая очевидное отсутствие экспериментальных доказательств их реальности. При всей умозрительной направленности исходных предпосылок основным и наиболее важным результатом в области физики, полученным благодаря им Д. И. Менделеевым, явился вывод уравнения идеального газа.

Гипотеза о существовании ньютония потеряла актуальность вместе с представлениями о мировом эфире после появления специальной теории относительности и создания квантово-механической модели атома. К 1930-м годам проблема «эфира» уже не существовала в науке, равно как и вопрос об элементах легче водорода. Неоднократные попытки отдельных учёных возродить концепцию эфира в той или иной форме (например, связать эфир с физическим вакуумом) успеха не имели. Следует считать спекулятивными и не имеющими никаких оснований публикации о том, что менделеевская гипотеза о ньютонии — не что иное, как гениальное предвидение не то открытия нейтрино, не то фотона.

См. также

• Эфир (физика)
• Короний
• Список несуществующих химических элементов
• Предсказанные Менделеевым элементы
• Список объектов, названных в честь Исаака Ньютона

Примечания

1. ↑ Эфир — статья из Физической энциклопедии

Короний

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Солнечное затмение

Короний (лат. Coronium < лат. corona — венец, корона) — гипотетический химический элемент, существованием которого в начале XX века пытались объяснить эмиссионный спектр солнечной короны.

Содержание

• 1 История
• 2 Место в Периодической системе химических элементов
• 3 Наиболее яркие линии эмиссионного спектра в оптическом диапазоне
• 4 См. также
• 5 Примечания
• 6 Литература
• 7 Ссылки

История

Во время наблюдения в Северной Америке полного солнечного затмения 7 августа 1869 года Уильям Харкнесс и Чарльз Янг (Юнг) независимо друг от друга обнаружили линию излучения слабой интенсивности с длиной волны 530,3 нм в зелёной части спектра короны. Янг идентифицировал её (1879) как линию Fe 1474 по шкале Кирхгофа. Так как эта линия не соответствовала ни одному из известных тогда элементов, была высказано предположение об обнаружении на Солнце нового химического элемента, названного коронием^[1].

Гипотеза о существовании корония получила широкое признание благодаря триумфу спектрального анализа — открытию на Солнце спектральным методом гелия (на 27 лет ранее, чем на Земле: 1868 и 1895 годы соответственно). Однако многочисленные попытки обнаружить короний в земной атмосфере, минералах и вулканических газах оказались безуспешными или ошибочными. Позже на Солнце были обнаружены другие неидентифицированные спектральные линии, что привело к «открытию» ещё нескольких гипотетических элементов.

Короний просуществовал в научной и учебной литературе до опубликования работы (1939) астрофизиков Бенгта Эдлена и Вальтера Гротриана с доказательством, что спектральная линия 530,3 нм принадлежит высокоионизированному железу (Fe¹³⁺). Другие спектральные линии также были идентифицированы с другими запрещёнными переходами в многократно ионизированных атомах металлов, например Ni¹⁴⁺ Это стало одним из подтверждений высочайшей температуры солнечной короны.

Место в Периодической системе химических элементов

По мнению, бытовавшему в начале XX века, факт обнаружения элемента во внешних областях солнечной короны характеризовал его, аналогично гелию, как очень лёгкий инертный газ. В статье «Попытка химического понимания мирового эфира» (1902) Д. И. Менделеев рассматривает короний как инертный газ с атомной массой, равной единице, отводя ему место перед водородом в первом ряду нулевой группы. По оценке Менделеева, короний должен был иметь плотность по водороду не более 0,2 и обнаруживаться в атмосфере Земли^[2].

… короний или иной газ с плотностью около 0,2 — по отношению к водороду, не может быть никоим образом мировым эфиром; его плотность (по водороду) для этого высока, он побродит, быть может, и долго, в мировых полях, вырвется из уз земли, опять в них случайно ворвется, но все же из сферы притяжения солнца не вырвется, а, конечно, между звёздами найдутся и помассивнее нашей центральной звезды.

— Менделеев Д. И. Попытка химического понимания мирового эфира. СПб., 1905

Поиски места корония в периодической системе химических элементов связывалось Менделеевым с осмыслением физических причин периодичности и химической природы мирового эфира (в той статье Менделеев находит место в нулевой группе легчайшему гипотетическому элементу, названному им ньютонием).

Таким образом, можно показать, что в первом ряду первым перед водородом существует элемент нулевой группы с атомным весом 0,4 (быть может, это короний Ионга), а в ряду нулевом, в нулевой группе — предельный элемент с ничтожно малым атомным весом, не способный к химическим взаимодействиям и обладающий вследствие того чрезвычайно быстрым собственным частичным (газовым) движением.

— Менделеев Д. И. Основы химии. VIII изд., 1906 г., стр. 613 и след.

Гипотеза о существовании корония, равно как и других элементов легче водорода, потеряла актуальность уже после работ Резерфорда, Мозли и Бора, заложивших фундамент квантово-механической модели атома и современных представлений о периодичности. Современные спекуляции о том, что короний и ньютоний — не что иное, как гениальные предвидения открытий нейтрона и нейтрино, не имеют под собой никаких оснований.

Наиболее яркие линии эмиссионного спектра в оптическом диапазоне

Название корональной линии	Длина волны, Å	Элемент	Потенциал ионизации, эВ	Равновесная температура, МК
Зелёная	5302.86	Fe XIII	325	2.5
Инфракрасная	10746.80	Fe XIII	325	2.5
Инфракрасная	10797.95	Fe XIII	325	2.5
Ультрафиолетовая	3388.1	Fe XIII	325	2.5
Красная	6374.51	Fe X	233	1.8
Ближняя инфракрасная	7891.94	Fe X	261	2.0
Жёлтая	5694.42	Ca XV	814	6.3
Вторая красная	6701.83	Ni XV	422	3.3
Вторая зелёная	5116.03	Ni XIII	350	2.7
Вторая ультрафиолетовая	3601.0	Ni XVI	318	2.5
Фиолетовая	4231.4	Ni XII	318	2.5
Фиолетовая	3718.0	Cr XI	244	1.9

См. также

• Небулий
• Спектральный анализ
• Список несуществующих химических элементов

Список несуществующих химических элементов

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Ниже приведены названия ошибочно открытых химических элементов (с указанием авторов и дат открытий). Все нижеупомянутые элементы были обнаружены в результате экспериментов, поставленных более или менее объективно, но, как правило, неверно истолкованных.

Количество «лжеоткрытий» значительно превышает количество открытий реально существующих элементов. Чарльз Баскервиль, в послании американской Ассоциации содействия развитию науки (Сент-Луис, 1903) приводит более 180 подобных объявлений с 1777 года^[1]. Из них только 36 можно рассматривать как фактическое открытие новых элементов, в то время как более 130 не получили подтверждения или были отклонены по причине использования материалов недостаточной чистоты или «открытия» уже известных элементов. Остальные, по мнению Баскервиля, имеют неопределенный статус или относятся к изучению изотопов^[2]. В XX веке число ошибочных открытий значительно возросло за счёт изучения редких и радиоактивных элементов: в общей сложности насчитывается около 250 подобных случаев, что более чем вдвое превышает число химических элементов в Периодической системе.

Приведенные названия иногда повторяются или соответствуют названиям действительно открытых элементов (актиний, рутений) в результате случайных совпадений. В некоторых случаях есть основания полагать, что в изучавшихся образцах действительно содержались неизвестные на то время элементы, но их природу не удалось понять. Правильнее здесь говорить не о ложных, а о неопознанных элементах. Например, амариллий и дэвий, по-видимому, можно рассматривать в качестве возможных предшественников рения, а ниппоний — в качестве предшественника гафния.

Для удобства список разбит по категориям, внутри категорий отсортирован по алфавиту.

Содержание

• 1 Ошибочно открытые элементы при изучении колумбитов, минералов кобальта, никеля и циркония
• 2 Ошибочные открытия случайного характера
• 3 Ошибочно открытые металлы платиновой группы
• 4 Ошибочно открытые редкоземельные элементы
• 5 Ошибочно открытые элементы № 43, 61, 85 и 87
• 6 Ошибочно открытые трансурановые элементы
• 7 Гипотетические элементы
• 8 Примечания
• 9 Литература
• 10 См. также

Ошибочно открытые элементы при изучении колумбитов, минералов кобальта, никеля и циркония

• вестий, он же сирий (1818, Л. Вест)
• воданий (1818, В. Лампадиус)
• гномий ^en (1889, Г. Крюсс, Ф. Шмидт)
• дианий ^en (1860, Ф. Кобелль)
• идуний (1884, X. Вебский)
• ильмений (1846, Р. Германн)
• нептуний (1850, Р. Германн)
• нигрий (1869, А. Черч)
• никколан (1803, И. Рихтер)
• норвегий (1879, Т. Дааль)
• норий (1845, А. Сванберг)
• остран (1825, А. Брайтхаупт)
• пелопий ^en (1846, Г. Розе)
• яргоний (1869, Г. Сорби)

Ошибочные открытия случайного характера

• австрий (1889, Б. Браунер)
• актиний (1881, Т. Фипсон)
• весбий (1879, А. Скаччи)
• доний (1836, А. Ричардсон)
• кродоний (1820, И. Тромсдорф)
• лавуазий (1877, Дж. Прат)
• метааргон (1898, В. Рамзай, М. Траверс)
• океаний (1923, А. Скотт)
• панхромий, он же эритроний (1801, А. дель Рио)
• триний (1836, Г. Боаз)
• экателлур (1889, А. Грюнвальд)
• этерий (эфирон) (1898, Ч. Браш)

Ошибочно открытые металлы платиновой группы

• амариллий (1903, В. Курти)
• вестий (1808, А. Снядецкий)
• дэвий ^en (1877, С. Ф. Керн)
• жозефиний (1903, анонимный автор)
• канадий (1911, А. Френч)
• плураний, полиний и рутений (1829, Г. Озанн)
• птен (1803, Колле-Дескоти, А. де Фуркруа и Л. Воклен)
• удалий (1879, А. Гийяр)

Ошибочно открытые редкоземельные элементы

На протяжении истории редкоземельных элементов (РЗЭ) долгое время оставалось неясным, сколько же их существует в природе. Из-за своего исключительного химического сходства РЗЭ, как правило, содержатся все вместе, в рудах и минералах. История открытия РЗЭ — это, по существу, совершенствование разделения смесей на составляющие и последовательное выделение отдельных элементов (точнее, их оксидов), растянувшиеся на полтора века (с открытия иттрия в 1794 году до выделения из продуктов распада урана прометия в 1945 году). «Это было море ошибок, и истина в нём тонула» — так образно охарактеризовал её (историю) французский химик Жорж Урбэн^[3]. Ни в какой другой области периодической системы не было столь многих открытий, оказывавшихся ложными, как в области РЗЭ: на 17 известных РЗЭ приходится не менее 100 сообщений об их «открытии».

• австрий (1886, Е. Линнеман)
• альдебараний (1885, К. А. фон Вельсбах)
• берцелий (1903, Ч. Баскервиль)
• вазий ^en (1862, Ж. Бар)
• вельсий (1920, Ж. Эдер)
• вестий (1818, Л. Гильберт)
• глаукодимий (1897, К. Д. Хрущов)
• дамарий (1896, К. Лауэр, П. Анч)
• демоний (1894, X. Роуленд)
• денарий (1851, К. Бергманн)
• денебий (1916, Ж. Эдер)
• деципий ^en (1878, М. Деляфонтен)
• дидим (1839, К. Г. Мосандер)
• дубий (1916, Ж. Эдер)
• евросамарий (1917, Ж. Эдер)
• инкогнитий и ионий (1905, У. Крукс)
• каролиний (1900, Ч. Баскервиль)
• кассиопий (1885, К. А. фон Вельсбах)
• кельтий (1911, Ж. Урбэн)
• колумбий (1879, Ж. Смит)
• космий (1896, Б. Косман)
• люций (1896, П. Баррьер)
• масрий (1892, X. Ричмонд)
• метацерий (1895, Б. Браунер)
• моний или викторий (1898, У. Крукс)
• мосандрий (1877, Ж. Смит)
• неокосмий (1896, Б. Косман)
• роджерий (1879, Ж. Смит)
• руссий (1887, П. Д. Хрущов)
• филиппий (1878, М. Деляфонтен)
• эвксений (1901, К. Хофманн, В. Прандтль)
• юноний (1811, Т. Томсон)

Ошибочно открытые элементы № 43, 61, 85 и 87

• алабамий (1931, Ф. Аллисон и др.)
• алкалиний (1926, Ф. Лоринг)
• виргиний (1930, Ф. Аллисон, Ф. Мерфи)
• гельвеций или англогельвеций (1940, В. Миндер; 1942, А. Лей-Смит)
• дакин (1937, Р. де Сепаре)
• иллиний (1926, Д. Харрис и др.)
• лептин (1943, К. Мартин)
• мазурий (1925, В. Ноддак, И. Такке, О. Берг)
• молдавий (1937, X. Хулубей)
• ниппоний (1908, М. Огава)
• руссий (1925, Д. К. Добросердов)
• флоренций (1926, Л. Ролла, Л. Фернандес)

Ошибочно открытые трансурановые элементы

• аузоний (аусоний) (1934, Э. Ферми и др.)
• богемий (1934, О. Коблик)
• гесперий (1934, Э. Ферми и др.)
• секваний (1939, X. Хулубей)
• сергений (1970, В. В. Чердынцев и др.)
• унунгексий, унбиквадий, унбигексий, унбисептий (1976, Р. Джентри и др.)
• гиорсий (1999, Национальная лаборатория имени Лоуренса в Беркли)
• унбибий (2008, А. Маринов и др.)

Гипотетические элементы

Приведены названия элементов, существование которых лишь предполагалось для объяснения тех или иных явлений и процессов (наличие кислорода в соляной кислоте, существование мирового эфира, строение атомов химических элементов) или констатировалось по косвенным признакам (особенности эмиссионного спектра полярных сияний, солнечной короны, звёзд и других космических объектов). К этой категории следует отнести и все, пока не открытые, трансурановые элементы (унуненний, суперактиноиды и др.).

• аврорий (1874, У. Хаггинс)
• арконий (1911, Дж. У. Николсон)
• астерий (1898, Дж. Локьер, К. Рунге и Ф. Пашен)
• геокороний (1911, А. Вегенер)
• короний (1869, Ч. Янг, У. Харкнесс)
• мурий (кон. XVIII в., К. Шееле, К. Бертолле, А. Лавуазье)
• небулий (1874, У. Хаггинс)
• нейтроний (1926, А. фон Антропофф)
• ньютоний (1905, Д. И. Менделеев)
• протил (1816, У. Праут; 1876, У. Крукс)
• протофтор (1911, Дж. У. Николсон)

Примечания

1. ↑ Chemistry of Rarer Elements
2. ↑ Интересно, что сам Ч. Баскервиль стал автором сразу двух ошибочных открытий редкоземельных элементов: берцелия и каролиния.
3. ↑ Цит. по Трифонов Д. Н. Редкие земли // Первое сентября. Химия. 2003. № 29.

Литература

• Трифонов Д.Н., Трифонов В.Д. Как были открыты химические элементы. — 1980. — 224 с.

См. также

• Хронология открытия химических элементов
• Синтезированные химические элементы

Теория гравитации Лесажа

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Необходимо проверить качество перевода и привести статью в соответствие со стилистическими правилами Википедии. Вы можете помочь улучшить эту статью, исправив в ней ошибки. Оригинал на английском языке — Le Sage's theory of gravitation.

В Викитеке есть оригинал текста по этой теме.

См. The Le Sage Theory of Gravitation

В 1690 году женевский математик^[1] Никола Фатио де Дюилье и в 1756 Жорж Луи ЛеСаж в Женеве предложили простую кинетическую теорию гравитации, которая дала механическое объяснение уравнению силы Ньютона.^[2] Из-за того, что работа Фатио не была широко известна и оставалась неопубликованной длительное время, именно описание теории Ле Сажем стало темой повышенного интереса в конце XIX века, когда данная теория была изучена в контексте только что открытой кинетической теории газов^[3]. Это механическое объяснение гравитации никогда не получало широкого признания и к началу XX века теория в целом считалась опровергнутой, в основном из-за проблем, поднятых Максвеллом^[4], Пуанкаре.^[5] Кроме того, во втором десятилетии XX века Альберт Эйнштейн создал общую теорию относительности, правда, признание к ней пришло несколько позже. Хотя теория Ле Сажа всё ещё изучается некоторыми исследователями, она обычно не рассматривается основным научным сообществом как жизнеспособная теория.

Содержание

• 1 Основная теория
• 1.1 Природа столкновений
• 1.2 Обратно-квадратичная зависимость
• 1.3 Пропорциональность массе
• 2 Раннее развитие теории
• 2.1 Фатио
• 2.1.1 Некоторые свойства теории Фатио.
• 2.1.2 Принятие теории Фатио научным сообществом
• 2.2 Крамер, Редекер
• 2.3 Ле Саж
• 3 Критика
• 4 См. также
• 5 Литература
• 6 Примечания

Основная теория

P1: Одно тело
Нет чистой направленной силы

Теория утверждает, что сила гравитации — это результат движения крошечных частиц, двигающихся на высокой скорости во всех направлениях во Вселенной. Интенсивность потока частиц предполагается одинаковой во всех направлениях, таким образом, изолированный объект A ударяется частицами со всех сторон, в результате чего он подвергается давлению вовнутрь объекта, но не подвергается направленной силе P1.

P2: Два тела "притягивают" друг друга

Однако, в случае присутствия второго объекта B, часть частиц, которые иначе бы ударили по объекту A со стороны B, перехватывается, таким образом B работает как экран, т.е. с направления В объект A ударит меньше частиц, чем с противоположного направления. Аналогично, объект B будет ударен меньшим количеством частиц со стороны A, по сравнению с противоположной стороной. То есть, можно сказать, что объекты A и B «экранируют» друг друга, и оба тела прижимаются друг к другу результирующим дисбалансом сил (P2). Таким образом, кажущееся притяжение между телами в данной теории на самом деле является уменьшенным давлением на тело со стороны других тел. По этой причине данную теорию иногда называют «push гравитация» или «теневая гравитация», хотя наиболее часто встречается название «гравитация Лесажа».

Природа столкновений

P3: Противоположные потоки

Если соударение тела A и гравитационной частицы полностью упруго, интенсивность отраженных частиц будет настолько же сильной, как и приходящих частиц, т.е. чистая направленная сила не возникнет. Данное утверждение верно и в том случае, если мы введём второе тело В, которое будет действовать как экран для гравитационных частиц в направлении тела A. Гравитационная частица C, которая в обычной ситуации ударила бы по объекту A, блокируется В, но другая частица D, которая в обычной ситуации не ударила бы по A, перенаправляется упругим отражением от объекта B на объект A, и следовательно заменяет C. Таким образом, если столкновение полностью упруго, отраженные частицы между объектами A и B полностью компенсируют любой «экранирующий» эффект. Чтобы объяснить суть гравитационной силы, мы должны предположить, что соударение частиц не является полностью упругим, или хотя бы то что отражённые частицы замедляются, т.е. их импульс уменьшается после столкновения. Это приведёт к тому что от объекта А отходит поток с уменьшенным импульсом, но приходит поток с неизменённым импульсом, таким образом появляется чистый направленный импульс к центру объекта A (P3). Если принять это предположение, то отраженные частицы в случае 2 взаимодействующих тел, полностью не компенсируют экранирующий эффект, из-за того, что отражённый поток слабее, чем падающий на тело поток.

Обратно-квадратичная зависимость

P4: Обратно-квадратичная зависимость

Из нашего предположения, что некоторые (или все) гравитационные частицы, сходящиеся на объекте, абсорбируются или замедляются данным объектом, следует, что интенсивность потока гравитационных частиц, испускаемого от массивного объекта, меньше чем интенсивность потока падающего на данный объект. Можно предположить, что этот дисбаланс импульса потока и соответственно силы приложенной на любое тело вблизи объекта, распределён по сферической поверхности с центром на данном объекте (P4). Дисбаланс импульса потока над всей сферической поверхностью, окружающей объект, не зависит от размера окружающей сферы, в то же время площадь поверхности сферы увеличивается пропорционально квадрату радиуса. Следовательно, дисбаланс импульса на единицу площади уменьшается в обратно-квадратичной зависимости от расстояния.

Пропорциональность массе

Из фактов, показанных выше, возникает сила, которая прямо пропорциональна только поверхности тела. Но сила гравитации пропорциональна также массам. Чтобы удовлетворить необходимость в пропорциональности от массы, теория утверждает, что: а) базовые элементы материи очень малы, таким образом, материя в основном состоит из пустого пространства; б) что гравитационные частицы настолько малы, что только очень малая часть из них перехватывается материей. В результате чего, «тень» каждого тела прямо пропорциональна поверхности каждого из базовых элементов материи. Если теперь предположить, что элементарные непрозрачные (для гравитационных частиц) элементы всей материи идентичны (т.е. имеют такое же отношение плотности к поверхности), то из этого следует, что экранирующий эффект (хотя бы приблизительно) пропорционален массе (P5).

P5: Проницаемость, затухание и пропорциональность массе

Раннее развитие теории

Фатио

Фатио представил первую формулировку своих мыслей о гравитации в письме к Гюйгенсу весной 1690 года.^[1] Два дня спустя он зачитал содержание письма перед Лондонским Королевским обществом. В последующие годы Фатио написал несколько черновых рукописей своего главного труда «De la Cause de la Pesanteur». Некоторые фрагменты этих рукописей были в последующем приобретены Ле Сажем (см. ниже) и были найдены разбросанными среди бумаг Ле Сажа в 1944 году. На основании этих фрагментов и конспекта, сделанного самим Фатио, Бернар Ганьебен попытался восстановить труды Фатио.^[6] Ганьебен не знал, что полная копия одного из ранних черновиков, написанных в 1701 году, была найдена Карлом Боппом в 1915 году среди бумаг семьи Бернулли и легла в основу издания труда Фатио, опубликованного Боппом в 1929 году.^[7] Издание Боппа более подробное, чем издание Ганьебена, но издание Ганьебена включает в себя исправления сделанные Фатио до 1743 года включительно, на 40 лет позже создания черновика, на котором основывается издание Боппа. Для детального анализа труда Фатио и сравнением между изданиями Боппа и Ганьебена – смотрите публикации Цехе.^[8] Ниже приведённое описание в основном основано на издании Боппа. Они были названы Фатио «Проблемы I-IV», в то же время между Проблемой I и проблемой II формулируется 5 теорем. Проблемы II-IV составляют вторую половину издания Боппа и содержат математически наиболее передовые идеи теории Фатио, но они не были включены Ганьебеном в его издание трудов Фатио.

Некоторые свойства теории Фатио.

P6: Пирамида Фатио

Пирамида Фатио (Проблема I):^[9] Фатио предположил, что вселенная наполнена мельчайшими корпускулами, которые движутся с очень высокой скоростью беспорядочно и прямолинейно во всех направлениях. Чтобы проиллюстрировать свои мысли, он использовал следующий пример: Вообразим объект С, на котором расположена бесконечно маленькая плоскость zz и нарисована сфера с центром в zz. В эту сферу Фатио поместил пирамиду PzzQ, в которой некоторые корпускулы движутся в направлении zz, а также некоторые корпускулы, которые уже были отражены объектом C и, следовательно, покидают плоскость zz. Фатио предположил, что средняя скорость отражённых частиц меньше и следовательно импульс слабее чем у падающих на тело корпускул. В результате получается один поток, который толкает все тела по направлению к zz. Таким образом, с одной стороны скорость потока остаётся постоянной, но с другой стороны при большей близости к zz плотность потока увеличивается и следовательно его интенсивность пропорциональна 1/r². А так как можно нарисовать бесконечное количество таких пирамид вокруг C, пропорциональность 1/r² приложима ко всей области вокруг C.

Уменьшенная скорость: чтобы подтвердить предположение, что корпускулы после отражения движутся с уменьшенными скоростями, Фатио сделал следующие предположения:^[10] a) обыкновенное вещество или гравитационные корпускулы, или и то и другое – неупруги; b) столкновения полностью упруги, но корпускулы не абсолютно твёрдые, и следовательно переходят в состояние колебания после соударения и(или) c) из-за трения корпускулы начинают вращаться после столкновения. Эти отрывки теории Фатио – наиболее малопонятны, потому что он никогда точно не решил, какой из вариантов столкновений наиболее предпочтителен.^[11] Однако, в последней версии своей теории в 1742 году он сократил связанные отрывки и написал «полная упругость или пружинистая сила» для корпускул и «неполная упругость» для обыкновенного вещества, следовательно корпускулы должны быть отражены с уменьшенными скоростями.^[12]
Вдобавок, Фатио столкнулся с другой проблемой: что происходит, когда корпускулы сталкиваются друг с другом? Неупругое столкновение приводит к постоянному уменьшению скорости корпускул и следовательно к уменьшению гравитационной силы. Чтобы избежать данной проблемы, Фатио предположил, что диаметр корпускул очень мал по сравнению с расстоянием между ними, таким образом, взаимодействия между корпускулами происходят очень редко.

Конденсация:^[13] чтобы смягчить противоречия, которые возникли из-за того, что чем меньше скорость корпускул, тем больше корпускул будет аккумулироваться около тел, Фатио предположил, что корпускулы отражаются в пирамиду TzzV. В то же время, если корпускулы приходящие со стороны PQ достигают C, то отраженные частицы не достигают TV, а прибывают в tu. Однако, это не приводит к бесконечному накоплению частиц, а только к конденсации, т.к. увеличенная плотность остаётся постоянной. Фатио указал на то, что, продолжая увеличивать скорость, Tt может стать сколько угодно малым по отношению к TZ.

P7: Модель вещества с кристаллической решёткой (двадцатигранник)

Пористость обыкновенного вещества:^[14] чтобы обеспечить пропорциональность массе, Фатио предположил, что обыкновенное вещество чрезвычайно проницаемо для гравитационной жидкости (потока корпускул). Он сделал наброски 3 моделей, чтобы подтвердить своё предположение. a) Фатио предположил, что материя состоит из маленьких «шариков», диаметр которых по сравнению с расстоянием между ними «бесконечно» мал. Но он отбросил данное предположение, на основании того, что при таких условиях «шарики» будут стремиться друг к другу, и тело не будет оставаться «стабильным». b) После этого он сделал предположение, что «шарики» могут быть соединены линиями или прутьями, и формируют в некотором роде кристаллическую решетку. Однако он признал негодной и эту модель тоже. Если некоторые атомы находятся рядом друг с другом, то гравитационная жидкость не сможет проникнуть в эту структуру одинаково со всех сторон, и соответственно пропорциональность массе невозможна. c) В конце концов, Фатио убрал и «шарики», оставив только линии или сетку, сделав линии «бесконечно» меньшими по сравнению с расстоянием между ними, достигнув таким образом максимальной проницательной способности.

Сила давления корпускул (Проблема II):^[15] Уже в 1690 году Фатио предположил, что «толкающая сила», вызываемая корпускулами на ровной плоскости, в 6 раз меньше, чем сила, которая была бы создана этими же корпускулами, если бы они были расположены по нормали к поверхности. Фатио приводит доказательство своего предположения, путём определения силы, которая вызывается корпускулами на определённой точки плоскости zz. Он выводит формулу p=ρv²zz/6. Это решение очень похоже на формулу известную в кинетической теории газов p=ρv²/3, которая была найдена Даниилом Бернулли в 1738 году. Это первый раз, когда наблюдается близкая аналогия между таким видом гравитационных теорий и кинетической теорией газов – задолго до развития базовых концепций более поздней из теорий. Однако значение, полученное Бернулли, в 2 раза больше, чем значение Фатио, потому что (по Цехе) Фатио рассчитал только значение mv для изменения импульса после столкновения, а не 2mv и, следовательно, получил неправильный результат (его результат верен только для полностью неупругого столкновения). Фатио пытался использовать своё решение не только для объяснения гравитации, но также и для объяснения поведения газов. Он попытался сконструировать термометр, который должен был показывать «состояние движения» молекул воздуха и, следовательно, подсчитывать температуру. Но Фатио (в отличие от Бернулли) не идентифицировал теплоту с движением частиц воздуха, он использовал другую жидкость, которая должна быть ответственна за этот эффект.^[16] Также не известно, оказали ли труды Фатио влияние на Бернулли или нет.

Бесконечность (Проблема III):^[17] В этой главе Фатио исследует связь между понятием «бесконечность» и её отношением к своей теории. Фатио часто объяснял свои предположения тем фактом, что различные явления «бесконечно меньше или бесконечно больше» чем другие, и таким образом многие проблемы могут быть уменьшены до неопределяемого значения. Например, диаметр «переборок» «бесконечно меньше», чем расстояние между ними или что скорость корпускул «бесконечно больше», чем у обыкновенного вещества или разница в скорости между отраженными или неотраженными корпускулами «бесконечно маленькая».

Сопротивление среды (Проблема IV):^[18] Это математически самая сложная часть теории Фатио. Здесь он пытается оценить сопротивление потока корпускул движущемуся телу. Предположим, что u – скорость обыкновенного вещества, v – скорость гравитационных частиц и ρ – плотность среды. В случае если v << u и ρ = const, Фатио сделал вывод что сопротивление равно ρu². В случае если v >> u и ρ = const, сопротивление равно 4/3ρuv. В этом месте Ньютон констатировал, что отсутствие сопротивления орбитальному движению планет требует чрезвычайной разреженности любой среды в космосе. Поэтому Фатио уменьшил плотность среды и заявил, что чтобы сохранить достаточную гравитационную силу, это уменьшение должно быть компенсировано изменением v «обратно пропорционально квадратному корню плотности». Это следует из корпускулярного давления Фатио, которое пропорционально ρv². Согласно Цехе, идея Фатио увеличить v до очень больших значений действительно сделает сопротивление очень маленьким по сравнению с гравитацией (и вообще сколь угодно маленьким) из-за того, что сопротивление в модели Фатио пропорционально ρuv, а гравитация (т.е. давление корпускул) пропорциональна ρv².

Принятие теории Фатио научным сообществом

Фатио контактировал с некоторыми из самых известных учёных своего времени; отдельные из них подписали его рукопись.

P8: Подписи Галлея, Гюйгенса и Ньютона на бумаге Фатио

Мнения Ньютона о теории Фатио сильно различаются. Например, после описания необходимых условий механического объяснения гравитации, в 1692 году он написал в (неопубликованной) записке в своей собственной копии «Principia»:

Уникальная гипотеза, которая может объяснить гравитацию, была разработана самым гениальным геометром мистером Н. Фатио.^[19]

С другой стороны, сам Фатио заявлял, что хотя Ньютон лично прокомментировал, что теория Фатио является самым лучшим возможным механическим объяснением гравитации, он также признавал, что Ньютон склонялся к идее, что действительная причина тяготения не является механической. Также, Д. Грегори сделал заметку в своей «Memoranda» «Мистер Ньютон и мистер Галлей смеялись над манерой изложения гравитации Фатио». Это якобы было замечено им 28 декабря 1691 года. Однако, настоящая дата неизвестна, так как и чернила и перо, которые использовались, отличаются от остальной части страницы.^[20] После 1694 года отношения между двумя учёными охладели.

Гюйгенс был первым человеком, проинформированным Фатио о своей теории, но он никогда не признавал теорию верной. Фатио верил, что убедил Гюйгенса в состоятельности своей теории, но Гюйгенс опроверг это в своём письме к Лейбницу.^[21] Также существовала короткая переписка о теории между Фатио и Лейбницем. Лейбниц критиковал теорию Фатио за существование пустого пространства между частицами, существование которого отрицалось Лейбницом на философской почве.^[22] Якоб Бернулли проявил интерес к теории Фатио, и побудил Фатио записать свои мысли о гравитации в законченной рукописи, что и было сделано Фатио. Бернулли после этого скопировал рукопись, которая теперь находится в библиотеке университета Базеля, и на которой основано издание Боппа.^[23]

Тем не менее, теория Фатио оставалась в основном неизвестной (кроме некоторых исключений, например Крамера и Лесажа) из-за того, что a) он никогда не смог формально опубликовать свои работы и b) он попал под влияние группы религиозных фанатиков, называвшейся «Французские пророки» («French prophets»), принадлежавшей к французскому протестантскому течению камизаров (camisards), поднявшему восстание против религиозных преследований во Франции в этот исторический период, и его публичная репутация была подорвана.

Крамер, Редекер

В 1731 году швейцарский математик Габриель Крамер опубликовал диссертацию,^[24] в конце которой появился набросок теории абсолютно похожей на теорию Фатио (включая «сетевидную» структуру вещества, аналогию со светом, экранирование и т.д.), но без упоминания имени Фатио. Фатио было известно, что Крамер имел доступ к копии его главной работы, так что он обвинил Крамера в плагиате теории без понимания её. Крамер также проинформировал Лесажа о теории Фатио в 1749 году. В 1736 году германский врач Редекер тоже публикует похожую теорию.^[25] В соответствии с Превостом, Редекер предположил, что частицы в его модели абсолютно неупруги, но не дал точный анализ феномена. Существовала ли связь между Фатио и Редекером – неизвестно.^[26]

Ле Саж

Первое описание своей теории Essai sur l'origine des forces mortes, было отправлено Лесажем в Парижскую Академию наук в 1748 году, но оно никогда не было опубликовано (с. 154-158). Так, по словам Лесажа после создания и отправки своего эссе, он был проинформирован о теориях Фатио, Крамера и Редекера. Только в 1756 году в первый раз одно из описаний его теории было опубликовано,^[27] в 1758 году он отправил более детальное описание теории Essai de Chymie Méchanique, на конкурс в Академию наук Руана.^[28] В этом труде он пытался объяснить как природу гравитации так и силы химического притяжения. Описание теории, которое стало доступным широкой публике называлось Lucrèce Newtonien, в этом описании было раскрыто соответствие данной теории с представлениями Лукреция.^[29] Ещё одно описание теории из записок Лесажа было опубликовано после смерти автора в 1818 году Пьером Прево.^[30]

Критика

Критики теории Лесажа отмечали множество её слабых мест, особенно с точки зрения термодинамики. Джеймс Максвелл показал, что в модели Лесажа энергия непременно перейдёт в теплоту и быстро расплавит любое тело. Анри Пуанкаре подсчитал (1908), что скорость корпускул должна быть на много порядков выше скорости света, и их энергия испепелила бы все планеты^[31]. Были отмечены и непреодолимые логические трудности^[32]:

• Если тяготение вызвано экранированием, то Луна в те моменты, когда она находится между Землёй и Солнцем, должна существенно влиять на силу притяжения этих тел и, соответственно, на траекторию Земли, однако ничего подобного в реальности не наблюдается.
• Быстро движущееся тело должно испытывать спереди избыточное давление со стороны корпускул.

Попытка Джорджа Дарвина заменить корпускулы на волны в эфире оказалась также неудачной. В обзоре 1910 года модель Лесажа уверенно характеризуется как несостоятельная^[31].

См. также

• Теория струн

Литература

• Богородский А. Ф. Всемирное тяготения. — Киев: Наукова думка, 1971. — 351 с.
• Роузвер Н. Т. Перигелий Меркурия. От Леверье до Эйнштейна = Mercury's perihelion. From Le Verrier to Einstein. — М.: Мир, 1985. — 244 с.

Примечания

↑ Показывать компактно

1. Fatio, 1690a
2. ↑ Le Sage, 1756
3. ↑ Thomson, W. 1873
4. ↑ Maxwell и 1875
5. ↑ Poincaré, 1908
6. ↑ Fatio, 1743
7. ↑ Fatio, 1701
8. ↑ Zehe, 1980
9. ↑ Fatio, 1690a; Fatio, 1701, pp. 32-35; Zehe, 1980, pp. 134-156
10. ↑ Fatio, 1690a; Fatio, 1701, p. 34;
11. ↑ Zehe, 1980, pp. 198-204.
12. ↑ Zehe, 1980, p. 385; Fatio, 1743, pp. 134-135.
13. ↑ Fatio, 1690a, p. 387; Fatio, 1690c, pp. 38-39;
14. ↑ Fatio, 1701, pp. 36-38 and 59-61; Zehe, 1980, pp. 206-214.
15. ↑ Fatio, 1701, pp. 47-49; Zehe, 1980, pp. 227-241 and 198-205
16. ↑ Zehe, 1980, p. 239
17. ↑ Fatio, 1701, pp. 49-50; Zehe, 1980, pp. 242-254.
18. ↑ Fatio, 1701, pp. 50-64. Zehe, 1980, pp. 255-276.
19. ↑ Newton, in Latin:«Hiijus autem generis Hypothesis est unica, per quam Gravitas explicari potest, eamque Geometra Ingeniossimus Pr. Fatius primus excogitavit.»; Fatio-c, p. 65;
20. ↑ Zehe, 1980, p. 374.
21. ↑ Zehe, 1980, p. 176
22. ↑ Zehe, 1980, pp. 173—175
23. ↑ Fatio, 1701, pp. 19-20
24. ↑ Cramer, 1731
25. ↑ Redeker, 1736
26. ↑ Le Sage, 1818, pp. XXXI-XXXII
27. ↑ Le Sage, G.-L. (1756), "Letter à une académicien de Dijon...", Mercure de France: 153-171
28. ↑ Le Sage, G.-L. (1761), Essai de Chymie Méchanique, Not published - private print
29. ↑ Le Sage, G.-L. (1784), "Lucrèce Newtonien", Memoires de l’Academie Royale des Sciences et Belles Lettres de Berlin: 404-432 An English translation appears in Le Sage, G.-L. (1898), The Newtonian Lucretius, in Langley, Samuel P., "The Le Sage theory of gravitation", Annual Report of the Board of Regents of the Smithsonian Institution: 139-160, June 30, 1898
30. ↑ Le Sage, G.-L. (1818), "Physique Mécanique des Georges-Louis Le Sage", in Prévost, Pierre, Deux Traites de Physique Mécanique, Geneva & Paris: J.J. Paschoud, сс. 1-186
31. Роузвер Н. Т., 1985, с. 133—138..
32. ↑ Богородский А. Ф., 1971, с. 31—34.

п • о • р Теории гравитации
Стандартные теории гравитации Альтернативные теории гравитации Квантовые теории гравитации Единые теории поля Классическая физика Теория тяготения Ньютона Релятивистская физика Общая теория относительности - Математическая формулировка общей теории относительности - Гамильтонова формулировка общей теории относительности Принципы Принцип эквивалентности сил гравитации и инерции Принцип Маха Геометродинамика Классические Теория гравитации Лесажа Модифицированная ньютоновская динамика Релятивистские Релятивистская теория гравитации Калибровочная теория гравитации Гравитация с массивным гравитоном Телепараллелизм Теория Нордстрёма Теория Бранса — Дикке Биметрические теории гравитации Несимметричные теории гравитации Теория гравитации Уайтхеда Теория Эйнштейна — Картана Тетрадная теория гравитации Каноническая квантовая гравитация Петлевая квантовая гравитация Полуклассическая гравитация (англ.) Причинная динамическая триангуляция (англ.) Евклидова квантовая гравитация Уравнение Уилера — Девитта (англ.) Индуцированная гравитация (англ.) Некоммутативная геометрия (англ.) Многомерные Общая теория относительности в многомерном пространстве Теория Калуцы — Клейна Супергравитация Струнные Теория струн Теория бозонных струн Теория суперструн М-теория Прочие Исключительно простая теория всего

 Исключительно простая теория всего

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 19 февраля 2015; проверки требуют 4 правки.

Эта статья или раздел нуждается в переработке. Стиль статьи ненаучен Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей.

Исключительно простая теория всего (англ. An Exceptionally Simple Theory of Everything) — единая теория поля, которая объединяет все известные физические взаимодействия, существующие в природе, предложенная американским физиком Гарретом Лиси 6 ноября 2007 года. Теория основана на группе Ли типа E₈ и интересна своей элегантностью, но требует серьёзной доработки. Некоторые известные физики уже высказались в её поддержку, однако в теории обнаружен ряд неточностей и проблем.

Программу построения Единой теории поля высказывал ещё Альберт Эйнштейн, и после создания общей теории относительности посвятил весь остаток своей жизни попытке построить такую теорию. Многие физики столь же безуспешно пытались построить единую теорию поля. Именно поэтому сообщение о публикации Лиси вызвало неоднозначную реакцию.

Поля теории Лиси:

1. Кванты электрослабых полей W {\displaystyle W} и B {\displaystyle B} , из которых по теории Вайнберга — Салама (стандартной модели) получаются промежуточные бозоны W + {\displaystyle W^{+}} , W − {\displaystyle W^{-}} , Z 0 {\displaystyle Z^{0}} и фотон A {\displaystyle A}
2. Цветные глюоны g {\displaystyle g} , являющиеся переносчиками сильных взаимодействий
3. Спиновая частица w {\displaystyle w}
4. Частица e {\displaystyle e} , которую Лиси называет фреймом (часто буквой e {\displaystyle e} обозначают электрон или заряд электрона, но у Лиси эта буква имеет другое назначение)
5. Набор хиггсовских бозонов φ {\displaystyle \varphi }

Частицы w {\displaystyle w} и e {\displaystyle e} отвечают за гравитационное взаимодействие, но не являются самостоятельными полями (образующими) в алгебре Лиси: они входят в виде комбинации e φ {\displaystyle e\varphi } .

Содержание

• 1 Оригинальные идеи, на которых основана теория
• 2 Наиболее интересные результаты теории Лиси
• 3 Безусловные достижения теории Лиси
• 4 Неправильное, спорное или недоделанное в теории Лиси
• 5 Ссылки на английском
• 6 Обсуждения на русском
• 7 См. также

Оригинальные идеи, на которых основана теория

1. Алгебраический подход к построению полей и взаимодействий: квантовые поля рассматриваются как образующие алгебры Березина, в которую входят как чётные (коммутирующие), так и нечётные (грассмановы, антикоммутирующие) образующие. Причём каждое из полей рассматривается как равноправная образующая. То есть чётные образующие, бозоны ( W {\displaystyle W} , B {\displaystyle B} , g {\displaystyle g} ), и нечётные, фермионы (кварки и лептоны), выступают на равных — хотя, в отличие от существовавших до сих пор суперсимметричных теорий, равенства числа чётных и нечётных образующих не требуется. Таким образом, это некий совершенно новый вариант суперсимметричной теории.
2. Геометрический подход: данная алгебра рассматривается как алгебра Ли на четырёхмерном многообразии. Все зависимости полей от координат рассматриваются в рамках теории расслаивающихся пространств. Данные вопросы относятся к хорошо развитому направлению математики — дифференциальной геометрии.
3. Подход теории калибровочных полей: взаимодействия полей рассматриваются как самодействие поля с некоммутативными образующими. Изменение поля с координатой на многообразии (в физическом пространстве), в соответствии с теорией расслоений, определяется так называемой длинной производной, в которую входит скобка Ли (антикоммутатор). Глобальная симметрия первоначальной алгебры (в оригинальной трактовке теории калибровочных полей — лагранжиана системы) нарушается благодаря механизму спонтанного нарушения симметрии.
4. Одно из свойств исключительных групп Ли: в фундаментальном представлении группы некоторые скобки Ли (антикоммутаторы образующих алгебры) эквивалентны действию подгруппы на вектор. Предположив, что для всех частиц стандартной модели все скобки Ли дают такую эквивалентность, Лиси получил алгебру (и соответствующую ей группу) E 8 {\displaystyle E_{8}} .
5. Группа стандартной теории должна быть подгруппой получившейся группы. — Но именно это условие, как было в дальнейшем признано самим автором, и не выполняется.

Наиболее интересные результаты теории Лиси

• Лептоны, кварки, глюоны и кванты электрослабого взаимодействия без учёта гравитационного взаимодействия объединяются в рамках единой системы симметрии и взаимодействий. Автор утверждал, что его теория Великого объединения соответствует теории Великого объединения Пати — Салама (англ.)русск. (одной из наиболее популярных теорий, в соответствии с которой до сих пор пытались построить теорию объединения сильных и электрослабых взаимодействий), но это утверждение оказалось ошибочно. Так что теория нуждается в доработке.
• Учёт гравитации в пренебрежении квантовыми эффектами даёт приближение, соответствующее классической физике. И этим приближением является общая теория относительности в варианте Альберта Эйнштейна, причём знаменитый космологический член в данном варианте ОТО оказывается положительным и равен вакуумному среднему значению хиггсовского поля.
• В теории нет свободных параметров (кроме вакуумного среднего для хиггсовского поля). Таким образом, её предсказания нельзя подогнать с помощью неизвестных параметров.

Безусловные достижения теории Лиси

• Разработан новый подход к построению теории сильных взаимодействий и Великого объединения, не основанный на S U ( n ) {\displaystyle SU(n)} -подходе. В рамках этого подхода фермионы и лептоны естественным образом объединяются в единую алгебру, причём их группировка в мультиплеты является вторичной, основанной на приближениях, а не основополагающей, как во всех существовавших до этого теориях. Но это лишь подход, а не конечный результат, поскольку такое объединение вступает в противоречие с квантовыми числами частиц.
• Дано объяснение (пусть и неполное) числа и свойств известных частиц, претендующих на фундаментальность.
• Дано предсказание о существовании двух новых, пока неизвестных, частиц (полей), и описаны их свойства.
• Построена заготовка квантовой теории гравитации как калибровочного поля, в значительной степени в духе Стандартной теории. Причём по схеме, совершенно аналогичной построению варианта для Великого объединения. Реализована идея о том, что генераторы трансляций и вращений группы Пуанкаре, связанные с матрицами Дирака, являются генераторами группы квантовой теории гравитации. При этом каждому генератору соответствует своя частица (компонента частицы). Например, фрейм e является квантом поля, порождаемого трансляциями (поступательным движением в пространстве). А спиновая частица w является квантом поля, порождаемого лоренцевскими вращениями.
• В предельных случаях теория Лиси даёт хорошо известные результаты в области квантовой теории поля и Общей теории относительности.

Неправильное, спорное или недоделанное в теории Лиси

Фактически теория состоит из двух частей.

Первая — это алгебры, симметрии и классификация. В этой части всё замечательно, кроме Великого Объединения, — в теорию не укладываются все найденные физические симметрии — теория имеет серьёзные проблемы, связанные с наличием трёх поколений кварков и лептонов. И даже с одним поколением в рамках группы E 8 {\displaystyle E_{8}} возникают проблемы. Попытка вложения группы G {\displaystyle G} в E 8 {\displaystyle E_{8}} приводит к тому, что фермионы не могут быть хиральными — см. заметки 21 ноября «A Little Group Theory» и 9 декабря «A Little Group Theory». Сам Лиси в ответ на замечания автора заметок признал, что такая проблема существует, и он пытается её решить. Пока же Великое Объединение «по Лиси» вступает в противоречие с квантовыми числами частиц, и его ссылки на «тройственность» (triality) являются ошибочными, как и таблица со свойствами глюонов, кварков и лептонов — в ней должны присутствовать только кварки q I I {\displaystyle qII} , соответствующие антикварки и глюоны. Причём лептоны оказываются внешними по отношению к данной схеме.

Вторая — динамика. Фактически в данной теории её нет, это только наброски к построению динамики. Квантовая теория гравитации как таковая пока не построена — ничего не говорится о квантовании гравитационного поля. Действие для гравитации Лиси выбирал «руками», а не исходя из фундаментальных алгебраических или геометрических соображений. Поэтому данная часть работы нуждается в обсуждении и экспериментальной проверке. Похоже, что это только направление для исследований, а не конечный результат. Теория не даёт предсказания масс частиц, хотя и даёт фундаментальные константы связи. Эти предсказания должны дать дальнейшие разработки в области динамики. Несмотря на претенциозное название статьи, теория Лиси вовсе не является «Теорией всего». Значительная часть критики теории Лиси связана именно с этим шутливым названием.

Флогистон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 5 августа 2016; проверки требуют 4 правки.

Флогисто́н (от греч. φλογιστός — горючий, воспламеняемый^[1]) — в истории химии — гипотетическая «сверхтонкая материя» — «огненная субстанция», якобы наполняющая все горючие вещества и высвобождающаяся из них при горении.

Термин введён в 1667 году Иоганном Бехером и в 1703 году Георгом Шталем для объяснения процессов горения. Флогистон представляли как невесомый флюид, улетучивавшийся из вещества при сжигании. В то время считалось, что металл — это соединение «земли» (оксида металла) с флогистоном, и при горении металл разлагается на «землю» и флогистон, который смешивается с воздухом и не может быть отделён от него. Открытое позже увеличение массы металла при прокаливании стали объяснять отрицательной массой флогистона. Способность выделять флогистон из воздуха приписывали растениям.

Теория флогистона опровергнута наукой. Термин «флогистон» в настоящее время не применяется в научных трудах, кроме работ по истории науки.

Содержание

• 1 Флогистон и открытие газов
• 2 Значение флогистона для химии. Научная полемика
• 3 Интересные факты
• 4 См. также
• 5 Примечания
• 6 Ссылки

Флогистон и открытие газов

Химики XVI и XVII веков достаточно часто упоминали о выделении газа при воздействии кислот на металлы. Первым собрал и исследовал выделяющийся газ Генри Кавендиш только в 1766 году. Будучи сторонником теории флогистона, Кавендиш сперва полагал, что этот газ, по причине его горючести и лёгкости, и есть чистый флогистон, однако, вскоре отказался от этой идеи. Уже позже, в 1783 году, Антуан Лавуазье, проведя исследование воды, доказал сложность её состава, а в 1787 году определил «горючий воздух» как новый химический элемент, который теперь известен как водород.

Поскольку горение прекращается либо после сгорания горящего вещества, либо после сгорания воздуха в объёме, в котором было заключено вещество, какое-то время воздух был частью теории. Считалось, что флогистон покидает горящее тело и поглощается воздухом. В 1772 году Даниель Рутерфорд (ученик Джозефа Блэка) обнаружил азот, использовал данную теорию для объяснения результата своего опыта. Остаток воздуха, оставленного после горения, фактически являющийся смесью азота и углекислого газа, иногда упоминался как «phlogisticated air» (флогистированный воздух).

После обнаружения кислорода его назвали «dephlogisticated air» (дефлогистированный воздух), как вещество, способное к объединению с большим количеством флогистона и способное поддерживать горение дольше, чем обычный воздух.

Значение флогистона для химии. Научная полемика

Гипотеза флогистона была первой теорией в химии и позволила обобщить множество реакций. Это было заметным шагом на пути становления химии как науки. В 1770-х годах теория флогистона была опровергнута благодаря работам Антуана Лавуазье, после которых её сменила другая — кислородная теория горения.

Хотя доказательства Лавуазье были абсолютно понятны, его идеи встретили упорное сопротивление среди некоторых учёных. Одним из таких являлся Ричард Кирван, который долгое время являлся одним из самых убеждённых сторонников флогистонной теории, и даже после работ Лавуазье полагал, что «воспламеняющийся воздух» (водород) представляет собой чистый флогистон, выделяемый при определённых условиях из металлов. Металлы, по мнению Кирвана, состояли из металлических известей и «воспламеняющегося воздуха». В 1787 году Кирван опубликовал «Очерк о флогистоне и о конституции кислот», в котором выступил против основных положений кислородной теории Лавуазье и отстаивал флогистические воззрения. Эта работа стала широко известна благодаря переводу на французский язык, выполненному женой Лавуазье, Анной Марией. Антифлогистическую химию Кирван признал лишь в 1792 году. Он написал тогда К. Бертолле следующие строки: «После десятилетних усилий я складываю оружие и оставляю флогистон. Я вижу теперь ясно, что нет ни одного надёжного опыта, который бы доказывал образование „фиксируемого воздуха“ из водорода (флогистона) и кислорода, а при этих обстоятельствах невозможно далее считать справедливой флогистическую систему». Таким образом, как на главную причину своего отказа Кирван указывал на отсутствие решающего опыта, доказывающего, что постоянный воздух состоит из кислорода и флогистона, а без этого ему представлялось невозможным доказать присутствие флогистона в металлах, сере и азоте. Л. Крелль в своём ответе на это письмо писал, что он не сразу поверил своим глазам, увидев «отречение» Кирвана. Тем не менее Кирван далеко не полностью принял все положения антифлогистической химии. Даже в 1800 году он высказывал такие замечания по поводу номенклатуры антифлогистиков, которые не оставляют сомнения в том, что он продолжал поддерживать многие положения теории флогистона^[2].

Из известных учёных того времени дольше всех оставался верным теории флогистона Дж. Пристли. Он до своей смерти в 1803 году ревностно выступал в её защиту, несмотря на открытия эпохи химической революции, полностью опровергавшие эту теорию. По словам Ж. Кювье, «он, не падая духом и не отступая, видел, как самые искусные бойцы старой теории переходят на сторону её врагов. И когда Кирван уже после всех изменил флогистону, Пристли остался один на поле сражения и послал новый вызов своим противникам в мемуаре, адресованном им к первым французским химикам».

Интересные факты

В компьютерной игре Team Fortress 2 есть вымышленное оружие ретро-футуристического стиля - "Флогистонатор", которое "извергает наэлектризованные ультракороткие волны чистого флогистона", а ее название означает "эфирную камеру сгорания".

См. также

• Виртуальная частица
• Огонь
• Теплород (флюид тепла, в отличие от флогистона — флюида горения)
• Флюид (физика)
• Энтелехия
• Эфир (физика)
• История химии

Теплород

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 24 июля 2017; проверки требуют 2 правки.

Теплоро́д (калька с греч.  φλογιστός — пламя), Флогистон — по распространённым в XVIII — начале XIX века воззрениям, невесомый флюид, присутствующий в каждом теле и являющийся причиной тепловых явлений. Введён в 1783 году Лавуазье. Гипотеза флогистона-теплорода была отвергнута в результате испытаний, что послужило опорой для принятия молекулярно-кинетической теории в середине XIX века.

Содержание

• 1 Свойства
• 2 Опровержение теории теплорода
• 3 См. также
• 4 Примечания

Свойства

Приток теплорода в тело должен вызывать его нагрев, убыль — охлаждение. Количество теплорода во всех тепловых процессах должно оставаться неизменным. Теория теплорода объясняла на тот момент многие известные в то время тепловые явления и была признана большинством ученых.

С точки зрения принципа «бритвы Оккама», в отсутствие теории теплового движения молекул, теория теплорода, при всей её наивности, являлась вполне научной и полноценной. В частности, была вполне опровержима (что является обязательным свойством научных теорий), что, собственно, с ней и произошло.

Опровержение теории теплорода

Большое число учёных (Р. Бэкон, Кеплер, Бойль) выдвигало представление о теплоте как движении внутренних частей тел^[1]. Одним из крупных ученых, которые предложили объяснение природы теплоты, отличающееся от теории теплорода, был М. В. Ломоносов. Он считал, что природа теплоты состоит в движении молекул тела, которые он называл корпускулами^[2]. Ломоносов полагал, что корпускулы совершают вращательное движение. На основе своих представлений Ломоносов объяснял такие тепловые явления, как теплопроводность, плавление и т. д. Процесс теплопроводности Ломоносов объяснял следующим образом: при соприкосновении нагретого тела с холодным первое охлаждается, а второе нагревается. Это происходит потому, что корпускулы нагретого тела вращаются быстрее, чем корпускулы холодного. При соприкосновении тел движение «быстрых» корпускул будет передаваться корпускулам холодного тела, которые вращаются медленно. В результате передачи своего движения корпускулы горячего тела замедляют движение, и тело охладится, а вращение корпускул холодного тела ускорится, и оно нагреется. Однако Ломоносову не суждено было доказать справедливость своих взглядов. До Ломоносова аналогичную кинетическую теорию предложил Даниил Бернулли в 1738 г. в трактате «Гидродинамика»^[3].

В 1798 г. английский учёный Бенджамин Томсон (граф Румфорд) наблюдал за сверлением каналов в орудийных стволах. Он был поражен выделением большого количества теплоты при этой операции. Усомнившись в существовании теплорода, Румфорд решил поставить ряд специальных опытов. При одном из них в металлической болванке, помещенной под воду, высверливалось отверстие с помощью тупого сверла, приводимого в движение силой двух лошадей. Спустя два с половиной часа вода закипела. «Изумление окружающих, увидевших, что такая масса воды закипает без огня, было неописуемо» — вспоминал Румфорд. Из своих опытов он сделал вывод, что никакого теплорода не существует, а причина теплоты заключается в движении.

В 1799 г. английских физик и химик Гемфри Дэви произвел новый эксперимент, который тоже свидетельствовал против теории теплорода. Опыт Дэви состоял в следующем: под колокол воздушного насоса, откуда предварительно был выкачан воздух, помещались два куска льда при температуре 0 С. Оба куска можно было тереть друг о друга при помощи специального часового механизма. При трении лед таял, причем температура получившейся воды оказалась на несколько градусов выше 0 С. С точки зрения теории теплорода этот опыт совсем необъясним, поскольку удельная теплоемкость льда меньше, чем у воды. Отсюда Дэви заключил, что теплота могла появиться только в результате движения.

Опыты Румфорда и Дэви окончательно прояснили вопрос, не только убрав из физики «костыль» в виде теплорода, но и косвенно подтвердив кинетическую теорию. Виртуальное «вещество», породившее термин «градус» для обозначения температуры (изначально подразумевалась именно концентрация теплорода в измеряемом веществе), было окончательно списано на свалку истории.

Флюид (физика)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 мая 2015; проверки требуют 5 правок.

У этого термина существуют и другие значения, см. Флюид.

Флюи́д (от лат. fluidis — «текучий») — вещество, поведение которого при деформации может быть описано законами механики жидкостей. Термин, как правило, относится к состоянию вещества, объединяющего жидкости и газы, и эквивалентен словосочетанию «газы, плазма, изотропные жидкости и пластичные тела». В русском языке в основном используется для обозначения газов с плотностью характерной для жидкости, но неограниченно расширяющихся. Также используются термины текучая среда или текучее вещество.
Состояние характеризуется тем, что при приложении касательных напряжений происходит последовательная деформация вещества. Степень сопротивления деформации определяется вязкостью вещества.
Даже твёрдые вещества могут вести себя как флюиды. Если время действия внешней силы больше времени релаксации, то тело ведет себя как жидкость, то есть течёт (см. критерий Деборы).

Гипотетические флюиды

Термин «флюид» был введён в XVII веке для обозначения гипотетических жидкостей, объясняющих некоторые физические явления. Примеры флюидов: теплород Роберта Бойля (1673 год) и флогистон Георга Шталя (1697 год). Христиан Вольф, один из учителей М. В. Ломоносова, придерживался метафизических воззрений, в соответствии с которыми в физических процессах, им изучавшихся и рассматривавшихся, присутствовали «духообразные флюиды» и прочие «чудища», по словам его русского ученика, не разделявшего этой концепции своего наставника. Последовательно пришедшим к исключению этой теории с позиций научного мировоззрения и был именно М. В. Ломоносов, который, разрабатывая свою корпускулярно-кинетическую теорию тепла, её положениями и рядом экспериментальных данных опроверг^{[источник не указан 2937 дней]} правомочность существования основных гипотетических компонентов «флюидной теории» в исследовательской практике, как не имеющих под собой доказательной базы, опирающейся на реальный научный опыт, и, следовательно — права на существование её самой. Тем не менее, отдавая дань методологии этого талантливого учёного-энциклопедиста, М. В. Ломоносов перевёл на русский с немецкого подлинника на латинском языке^{[прояснить]} и издал в 1746 году «Вольфианскую экспериментальную физику».

Виртуальная частица

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Виртуа́льная части́ца — объект, который характеризуется почти всеми квантовыми числами, присущими одной из реальных элементарных частиц, но для которого нарушена свойственная последней связь между энергией и импульсом частицы. Понятие о виртуальных частицах возникло в квантовой теории поля. Такие частицы, родившись, не могут «улететь на бесконечность»; они обязаны либо поглотиться какой-либо частицей, либо распасться на реальные частицы. Известные в физике фундаментальные взаимодействия протекают в форме обмена виртуальными частицами.

В квантовой теории поля понятия виртуальных частиц и виртуальных процессов занимают центральное место. Все взаимодействия частиц и их превращения в другие частицы в квантовой теории поля принято рассматривать как процессы, обязательно сопровождающиеся рождением и поглощением виртуальных частиц свободными реальными частицами^[1]. Это — крайне удобный язык для описания взаимодействия. В частности, громоздкость вычисления процессов резко снижается, если предварительно составить правила рождения, уничтожения и распространения этих виртуальных частиц (правила Фейнмана) и изобразить процесс графически, с помощью фейнмановских диаграмм.

Разделение частиц на реальные и виртуальные имеет точный смысл лишь в отсутствии сильного внешнего поля и лишено однозначности в областях пространства-времени, где внешнее поле является сильным^[2].

Содержание

• 1 Отличительные особенности виртуальных частиц
• 2 Виртуальный процесс
• 3 Примеры виртуальных процессов
• 4 Эффекты, объясняемые при помощи виртуальных частиц
• 5 Физический смысл
• 6 Примечания
• 7 Литература
• 8 Ссылки

Отличительные особенности виртуальных частиц

Основное и определяющее отличие виртуальной частицы от реальной — это нарушение известного из специальной теории относительности соотношения, которое связывает энергию E {\displaystyle E} и импульс p → {\displaystyle {\vec {p}}} реальной частицы:

E 2 = m 2 c 4 + p 2 c 2 ; {\displaystyle E^{2}\,=\,m^{2}c^{4}+p^{2}c^{2}\,;}

здесь p {\displaystyle p}  — модуль импульса, m {\displaystyle m}  — масса частицы, c {\displaystyle c}  — скорость света в вакууме. Для виртуальной частицы данное соотношение перестаёт быть справедливым^[3]. Такие частицы могут существовать лишь очень короткое время, и не могут быть зарегистрированы классическими измерительными приборами — например, счётчиками элементарных частиц^[4].

Применительно к фотонам отличие виртуальных фотонов от реальных состоит ещё и в том, что для реального фотона проекция его спина на направление движения может принимать только значения ± 1 {\displaystyle \pm 1} (в релятивистских единицах), а для виртуального фотона возможно также значение 0 {\displaystyle 0} ^[5].

Потребность в понятии виртуальных частиц возникает вследствие того, что, согласно принципу корпускулярно-волнового дуализма и принципу близкодействия, любое взаимодействие между элементарными частицами заключается в обмене квантами поля, обеспечивающего это взаимодействие. Так, электромагнитное взаимодействие электрона и протона в атоме водорода заключается в обмене фотонами между электроном и протоном. Но свободный электрон не может ни испустить, ни поглотить фотон. Причина — в том, что в системе отсчёта, в которой электрон покоился до испускания фотона, перед испусканием последнего энергия электрона равна m c 2 {\displaystyle mc^{2}} , а после испускания энергия системы из электрона и фотона даётся выражением

E = m c 2 1 − v 2 c 2 + ℏ ω ; {\displaystyle E\,=\,{\frac {mc^{2}}{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}+\hbar \omega \,;}

подобный процесс запрещён законом сохранения энергии. Поэтому считают, что при обмене виртуальными фотонами последние переносят импульс, но не переносят энергию.

Иногда, в целях наглядности, концепцию «виртуальных частиц» поясняют несколько иначе. А именно, говорят, что в процессе взаимодействия закон сохранения энергии выполняется с некоторой погрешностью. Это не противоречит квантовой механике: согласно соотношению неопределённостей, событие, длящееся конечный промежуток времени, не позволяет определить энергию с точностью выше некоторого предела. Грубо говоря, промежуточные частицы «берут энергию взаймы» на некоторое небольшое время. В этом случае в процессе взаимодействия могут рождаться и исчезать обычные частицы, только с небольшим нарушением закона сохранения энергии.

За меру виртуальности частицы принимают релятивистски-инвариантную величину Q 2 = E 2 − p 2 c 2 − m 2 c 4 , {\displaystyle Q^{2}\,=\,E^{2}-p^{2}c^{2}-m^{2}c^{4},} причём Q 2 {\displaystyle Q^{2}} может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Область значений E {\displaystyle E} и p {\displaystyle p} , при которых виртуальность равна нулю, называют массовой поверхностью или массовой оболочкой частицы.

Таким образом, вектор энергии-импульса виртуальной частицы может быть пространственноподобным. Поэтому один и тот же процесс с участием виртуальной частицы для наблюдателей в разных системах отсчёта может выглядеть по-разному: с точки зрения одного наблюдателя, процесс может быть испусканием виртуальной частицы, а с точки зрения другого наблюдателя этот же процесс будет поглощением виртуальной античастицы^[6].

Скорость виртуальной частицы не имеет непосредственного физического смысла. Это следует из того, что скорость v {\displaystyle v} частицы определяется через её импульс p {\displaystyle p} , энергию E {\displaystyle E} и скорость света c {\displaystyle c} соотношением v = p c 2 E {\displaystyle v={\frac {pc^{2}}{E}}} ^[7]. Например, для импульса и энергии виртуальных фотонов, которыми обмениваются протон и электрон в атоме водорода, имеем: p > 0 , E = 0. {\displaystyle p>0,E=0.} При подстановке в формулу v = p c 2 E {\displaystyle v={\frac {pc^{2}}{E}}} этих значений для скорости получается бесконечно большая величина.

Масса виртуальной частицы также не имеет непосредственного физического смысла. Это следует из соотношения между массой m {\displaystyle m} ,энергией E {\displaystyle E} , импульсом p {\displaystyle p} и скоростью света c {\displaystyle c} m 2 c 4 = E 2 − p 2 c 2 {\displaystyle m^{2}c^{4}=E^{2}-p^{2}c^{2}} ^[8]. Например, для виртуальных фотонов, которыми обмениваются протон и электрон в атоме водорода, значения p {\displaystyle p} и E {\displaystyle E} таковы: p > 0 , E = 0. {\displaystyle p>0,E=0.} При подстановке в формулу m 2 c 4 = E 2 − p 2 c 2 {\displaystyle m^{2}c^{4}=E^{2}-p^{2}c^{2}} этих значений масса m {\displaystyle m} частицы оказывается мнимой.

Виртуальный процесс

Процесс с участием виртуальных частиц называется виртуальным процессом. В виртуальных процессах действуют ограничения, связанные с сохранением электрического заряда, спина, странности, барионного, лептонного и других зарядов, но не действуют ограничения по энергии и импульсу^[9][1]. Для описания виртуальных процессов применяется метод диаграмм Фейнмана^[10]. За очень редкими исключениями, внутренние линии на диаграммах Фейнмана всегда относятся к виртуальным частицам^[11].

Виртуальная частица может возникнуть не только в процессе обмена между реальными частицами, но и в процессе поглощения одной реальной частицы другой реальной частицей. Эффект Комптона объясняется поглощением реального фотона реальным электроном с образованием виртуального электрона и последующим распадом виртуального электрона на реальные электрон и фотон, имеющие другие направления движения и энергии^[4].

Если масса виртуальной частицы

m v = 1 c 2 E 2 − p 2 c 2 {\displaystyle m_{v}\,=\,{\frac {1}{c^{2}}}{\sqrt {E^{2}-p^{2}c^{2}}}}

отличается на Δ m {\displaystyle \Delta {m}} от массы свободной частицы: | m v − m | = Δ m {\displaystyle |m_{v}-m|\,=\,\Delta {m}} , то, согласно соотношениям неопределённости между временем и энергией^[12], эта виртуальная частица может существовать лишь в течение промежутка времени τ ≤ ℏ c 2 Δ m . {\displaystyle \tau \leq {\frac {\hbar }{c^{2}\Delta {m}}}.} За это время она может пролететь расстояние r ≤ ℏ c Δ m . {\displaystyle r\leq {\frac {\hbar }{c\Delta {m}}}.} Таким образом, чем больше виртуальность частицы, тем более короткое время происходит виртуальный процесс и на более малых расстояниях^[13].

При обмене элементарных частиц виртуальным квантом поля с массой m {\displaystyle m} неопределённость энергии промежуточного виртуального состояния дается неравенством E ⩾ m c 2 . {\displaystyle E\geqslant mc^{2}.} Расстояние r , {\displaystyle r,} пройденное квантом, связано с временем жизни виртуального состояния Δ t {\displaystyle \Delta t} соотношением r ≈ v Δ t . {\displaystyle r\approx v\Delta t.} Соотношение неопределённостей между временем жизни виртуального состояния Δ t {\displaystyle \Delta t} и неопределённостью его энергии Δ E {\displaystyle \Delta E} выглядит как Δ E Δ t ≈ ℏ . {\displaystyle \Delta E\Delta t\approx \hbar .} Используя эти три формулы, можно найти зависимость расстояния, пройденного виртуальным квантом, от его массы:

r ≈ v Δ t ≈ v ℏ Δ E ⩽ v ℏ m c 2 ⩽ ℏ m c . {\displaystyle r\approx v\Delta t\approx {\frac {v\hbar }{\Delta E}}\leqslant {\frac {v\hbar }{mc^{2}}}\leqslant {\frac {\hbar }{mc}}\,.}

Отсюда следует, что расстояние виртуального взаимодействия не превышает комптоновскую длину волны кванта — переносчика взаимодействия^[14].

У полей с квантами-переносчиками, имеющими нулевую массу — таких, как электромагнитное и гравитационное, комптоновская длина волны кванта-переносчика, а следовательно, и радиус действия, не ограничены^[15]. Напротив, у полей с квантами-переносчиками, имеющими ненулевую массу — таких как сильное взаимодействие и слабое взаимодействие, комптоновская длина волны кванта-переносчика, а следовательно, и радиус действия, ограничены^[16].

Примеры виртуальных процессов

• Процесс обмена виртуальными фотонами электрона и протона в атоме. В результате этого процесса энергия электрона не меняется, меняется лишь направление его импульса. Для свободной частицы должно быть справедливым соотношение E 2 − P 2 c 2 = m 2 c 4 {\displaystyle E^{2}-P^{2}c^{2}=m^{2}c^{4}} . У фотона m = 0 {\displaystyle m=0} , но фотон переносит импульс P ≠ 0 {\displaystyle P\neq 0} , но его энергия E = 0 {\displaystyle E=0} , поэтому E 2 − P 2 c 2 = − P 2 c 2 < 0 {\displaystyle E^{2}-P^{2}c^{2}=-P^{2}c^{2}<0} ^[17].
• Процесс обмена виртуальными фотонами между обмотками электрического трансформатора. Электроэнергия передаётся из одной обмотки трансформатора в другую виртуальными фотонами с энергией ℏ ω {\displaystyle \hbar \omega } ( ω {\displaystyle \omega }  — частота переменного тока) и с длиной волны порядка размеров зазора между обмотками трансформатора. Импульс волн такой длины на несколько порядков превышает импульс свободной волны частотой ω = 50 {\displaystyle \omega =50} Гц, так как свободная волна такой частоты имеет длину волны порядка 1000 км.^[18]

Эффекты, объясняемые при помощи виртуальных частиц

Часто наличием виртуальных частиц объясняются следующие эффекты:

• Спонтанная эмиссия фотона в процессе распада возбуждённого атома или ядра; такой распад невозможен по законам обычной квантовой физики (поскольку возбужденные состояния есть точные стационарные состояния уравнения Шрёдингера). Он объясняется взаимодействием атома с нулевыми колебаниями электромагнитного поля в вакууме.^[19];
• Эффект Казимира, заключающийся в наблюдаемом взаимном притяжении или отталкивании незаряженных немагнитных тел под действием квантовых флуктуаций в вакууме;
• Поляризация вакуума, которая включает генерацию пары частица-античастица или «распад вакуума», как, например, спонтанная генерация электрон-позитронной пары;
• Излучение Хокинга, которое, предположительно, генерируется на горизонте событий чёрных дыр;
• Эффект Унру — эффект, аналогичный излучению Хокинга, но наблюдающийся при ускорении частиц.
• Эффект Комптона

Физический смысл

Являются ли виртуальные частицы и процессы реальными или представляют собой удобный метод математического описания реальности?

На этот вопрос есть два противоположных ответа.

Один из ответов на этот вопрос утверждает, что виртуальные частицы — это в большей степени математическое явление, чем физическая реальность. Действительно, в квантовой теории поля в точных выражениях для процессов взаимодействия реальных частиц никакие виртуальные частицы не фигурируют. Если же, однако, попытаться упростить точное выражение в рамках теории возмущений, разложив его в ряд по константе взаимодействия (малому параметру теории), то возникает бесконечный набор слагаемых. Каждый из членов этого ряда выглядит так, словно в процессе взаимодействия порождаются и исчезают объекты, обладающие квантовыми числами реальных частиц. Однако эти объекты распространяются в пространстве по закону, отличному от реальных частиц, и поэтому если их трактовать как испускание и поглощение частицы, то придётся принять, что для них не выполняется связь между энергией и импульсом. Таким образом, виртуальные частицы появляются только тогда, когда мы определённым образом упрощаем исходное выражение. Понятие о виртуальных частицах возникло не на основе опытных фактов, а выведено из математического аппарата квантовой физики. Следовательно, это чисто умозрительное понятие для математических вычислений.^[20]

Виртуальные процессы происходят в промежутки времени порядка 10 − 24 {\displaystyle 10^{-24}} сек, а такие процессы в силу соотношения неопределенности для энергии и времени принципиально не могут наблюдаться. Таким образом, виртуальные частицы и процессы «ненаблюдаемы» и физической реальности не имеют.^[20]

Виртуальные частицы наделены свойствами, не имеющими физического смысла, такими как отрицательная и мнимая масса.^[20]

Виртуальные процессы совершаются с нарушением законов сохранения и потому не могут быть описаны классической физикой, так как всякий реальный процесс в классической физике происходит с соблюдением законов сохранения.^[20]

Сторонники другой точки зрения утверждают, что в понятии виртуальных частиц и виртуальных процессов имеется объективное содержание, отражающее явления природы.

Невозможность наблюдать виртуальные частицы в измерительных приборах не опровергает их объективного существования. Можно создавать виртуальные частицы, использовать их для воздействия на другие частицы, воздействовать на них и превращать в действительные частицы.^[21]

Имеется ряд физических доказательств объективного существования виртуальных частиц.^[22]

• Виртуальные пионы, окружающие нуклоны, отклоняют быстрые электроны.
• Виртуальные фотоны вызывают спонтанные переходы электронов в атоме с более высокого на более низкий энергетический уровень и лэмбовский сдвиг энергетических уровней в атоме водорода.
• Виртуальные частицы могут превратиться в действительные за счёт внешних (например, при ускорении электрона виртуальные фотоны превращаются в реальные) или внутренних (например, при β {\displaystyle \beta }  — распаде виртуальные электроны и антинейтрино превращаются в действительные).
• Действительные частицы при поглощении виртуальных частиц превращаются в другие действительные частицы (например, действительный нейтрон, поглотивший виртуальный пион, превращается в действительный протон).
• Виртуальные частицы превращаются в действительные при сообщении системе, в которой они находятся, некоторой энергии.
• Виртуальные частицы в составе действительных частиц определяют их свойства (например, токи виртуальных мезонов определяют магнитные моменты нуклонов).
• Виртуальные частицы порождают вполне действительные поля (например, ядерное, электромагнитное).
• Виртуальные частицы способны переносить энергию на макроскопические расстояния, как, например при работе электрического трансформатора или при ядерном магнитном резонансе.^[18]

Таким образом, имеются все основания рассматривать виртуальные частицы как объективно существующие, а не как логические образы.

 Эфир (мифология)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 22 июня 2014; проверки требуют 7 правок.

У этого термина существуют и другие значения, см. Эфир.

Эфир Αἰθήρ
Мифология:	Древнегреческая мифология
Пол:	муж
Занятие:	бог облаков и горного мира
Отец:	Эреб Мрак Бездны
Мать:	Нюкта Тьма Ночная
Братья и сёстры:	Гемера
Брат:	Гемера
Сестра:	Гемера
Супруг(а):	Гемера
Супруга:	Гемера
Дети:	Уран, Гея, Тартар, Таласса.
Период жизни:	бессмертен
Связанные понятия:	второе поколение хтонических божеств эллинов

Эфи́р (др.-греч. Αἰθήρ — горный воздух) в древнегреческой мифологии^[1] — верхний слой воздуха (неба), местопребывание богов, а также его олицетворение (персонификация) — божество Эфир.
Эфир как часть мира — верхний (горный), наиболее лёгкий (тонкий, разрежённый), прозрачный и лучезарный слой воздуха, верхний слой неба, которым дышат и в котором живут боги. Эфир достигает вершины Олимпа, где находятся олимпийские боги.
По наиболее популярной версии, бог Эфир был сыном Эреба (подземного Мрака) и Никты-Ночи, братом Гемеры (Дня)^[2].
По версии поэмы «Титаномахия», Гесиод «Теогония» VII век до н. э. Эфир и Гемера были родителями Геи-Земли, Урана-Неба^[3], Понта (Моря), Океана, Тартара. В изложении Гигина, Эфир родился от Хаоса и Мглы^[4]. По другой версии, Эфир — отец Зевса^[5]. Именуется отцом ветров^[6].