Ajnštajnova teorija relativnosti sa filozofske tačke gledišta. Filozofski zaključci iz teorije relativnosti. Problem određivanja Ajnštajnovih filozofskih stavova

Da bi se sagledao značaj Ajnštajnove teorije relativnosti za evoluciju fizičke misli, treba se prvo zadržati na najopštijim konceptima relativnosti položaja i kretanja tela i homogenosti prostora i vremena. U Einschieinovoj teoriji uključena je homogenost i izotropija prostor-vremena. Zamislimo materijalnu česticu izgubljenu u beskonačnom, apsolutno praznom prostoru. Šta u ovom slučaju znače riječi “prostorni položaj” čestice? Da li ove riječi odgovaraju nekom stvarnom svojstvu čestice? Da postoje druga tijela u prostoru, mogli bismo odrediti položaj date čestice u odnosu na njih, ali ako je prostor prazan, položaj date čestice se ispostavlja kao besmislen pojam. Prostorni položaj ima fizičko značenje samo u slučaju kada u prostoru postoje druga tijela koja služe kao referentna tijela. Ako uzmemo različita tijela kao referentna tijela, doći ćemo do različitih definicija prostornog položaja date čestice. Određeni referentni sistem možemo povezati sa bilo kojim tijelom, na primjer sistem pravokutnih koordinata. Takvi sistemi su jednaki: u kojem god referentnom sistemu odredimo položaj tačaka koje čine dato tijelo, dimenzije i oblik tijela će biti isti, a mjerenjem udaljenosti između tačaka nećemo pronaći kriterij za razlikovati jedan referentni sistem od drugog. Možemo postaviti ishodište koordinata u bilo koju tačku u prostoru, onda ovo ishodište možemo prenijeti u bilo koju drugu tačku, ili rotirati osi, ili učiniti oboje - oblik i dimenzije tijela s takvim prijenosom i rotacijom se neće promijeniti, budući da je udaljenost između bilo koje dvije fiksne tačke ovog tijela. Invarijantnost ove udaljenosti tokom tranzicije iz jednog referentnog sistema u drugi naziva se invarijantnost u odnosu na specificiranu tranziciju. Kažemo da su rastojanja između tačaka tela nepromenljiva pri kretanju iz jednog pravougaonog koordinatnog sistema u drugi, sa različitim ishodištem i različitim smerom osa. Udaljenosti između tačaka tijela služe kao invarijante takvih koordinatnih transformacija. Invarijantnost udaljenosti između tačaka u odnosu na translaciju početka koordinata izražava homogenost prostora, jednakost svih njegovih tačaka u odnosu na ishodište koordinata. Ako su tačke prostora jednake, onda ne možemo odrediti prostorni položaj tijela na apsolutan način, ne možemo pronaći privilegirani referentni okvir. Kada govorimo o položaju tela, tj. o koordinatama njegovih tačaka, tada je potrebno navesti referentni sistem. “Prostorni položaj” u ovom smislu je relativan koncept - skup veličina koje se mijenjaju pri kretanju iz jednog koordinatnog sistema u drugi sistem, za razliku od udaljenosti između tačaka, koje se ne mijenjaju tokom navedenog prijelaza. Homogenost prostora se dalje izražava u činjenici da slobodno tijelo, krećući se s jednog mjesta na drugo, održava istu brzinu i, shodno tome, zadržava zamah koji je stekao. Svaku promjenu brzine i, prema tome, zamaha ne objašnjavamo činjenicom da se tijelo kretalo u prostoru, već interakcijom tijela. Promjenu impulsa datog tijela pripisujemo određenom polju sila u kojem se dotično tijelo nalazi. Znamo i homogenost vremena. Izražava se u očuvanju energije. Ako se tokom vremena uticaj koji neko telo doživljava od drugih tela ne promeni, drugim rečima, ako druga tela deluju nepromenjeno na dato telo, onda se njegova energija čuva. Promjenu energije tijela pripisujemo promjenama u vremenu sila koje na njega djeluju, a ne samom vremenu. Vrijeme samo po sebi ne mijenja energiju sistema i u tom smislu su svi momenti jednaki. Ne možemo pronaći privilegirani trenutak u vremenu, kao što ne možemo pronaći tačku u prostoru koja se razlikuje od drugih tačaka u ponašanju čestice koja udari u tu tačku. Pošto su svi trenuci jednaki, možemo računati vrijeme od bilo kojeg trenutka, proglašavajući ga početnim. S obzirom na tok događaja, uvjereni smo da se odvijaju na nepromijenjen način, bez obzira na izbor početnog trenutka, početka odbrojavanja. Mogli bismo reći da je vrijeme relativno u smislu da pri pomicanju od jedne vremenske referentne tačke do druge, opis događaja ostaje valjan i ne zahtijeva reviziju. Međutim, relativnost vremena se obično shvata kao nešto drugo. U jednostavnom i očiglednom smislu nezavisnosti toka događaja od izbora početnog trenutka, relativnost vremena nije mogla postati osnova nove teorije, nimalo očite, koja preokreće uobičajenu ideju vremena.

Pod relativnošću vremena shvatićemo zavisnost toka vremena od izbora prostornog referentnog sistema. U skladu s tim, apsolutno vrijeme je vrijeme koje ne zavisi od izbora prostornog koordinatnog sistema, teče jednoliko na svim referentnim sistemima koji se kreću jedan u odnosu na drugi – niz momenata koji se dešavaju istovremeno u svim tačkama u prostoru. U klasičnoj fizici postojala je ideja o protoku vremena, koji ne zavisi od stvarnih kretanja tijela - o vremenu koje teče kroz Univerzum istom brzinom. Koji stvarni proces leži u osnovi takvog koncepta apsolutnog vremena, trenutka koji se istovremeno dešava na udaljenim tačkama u prostoru? Prisjetimo se uslova za određivanje vremena u različitim tačkama

prostor. Vrijeme događaja koji se dogodio u tački a 41 0 i vrijeme događaja koji se dogodio u tački a 42 0 mogu se identificirati ako su događaji povezani trenutnim utjecajem jednog događaja na drugi. Neka postoji kruto tijelo u tački a 41 0, povezano apsolutno krutom, potpuno nedeformabilnom šipkom s tijelom koje se nalazi u tački a 42 0. Potisak koji primi tijelo u tački a 41 0 je trenutno, beskonačnom brzinom , prenosi se preko štapa na tijelo u tački 4 0a 42 0. Oba tijela će se kretati u istom trenutku. Ali cijela stvar je u tome da u prirodi nema apsolutno krutih šipki, nema trenutnih djelovanja jednog tijela na drugo. Interakcije tijela se prenose konačnom brzinom, koja nikada ne prelazi brzinu svjetlosti. U štapu koji povezuje tijela, kada se gurne, dolazi do deformacije, koja se širi konačnom brzinom od jednog do drugog kraja štapa, kao što svjetlosni signal putuje konačnom brzinom od izvora svjetlosti do ekrana. U prirodi ne postoje trenutni fizički procesi koji povezuju događaje koji su se dogodili na tačkama u prostoru koje su međusobno udaljene. Koncept "iste tačke u vremenu" ima apsolutno značenje. Do sada se nismo suočavali sa sporim pokretima tijela i možemo pripisati beskonačnu brzinu svjetlosnom signalu, guranju prenesenom kroz čvrstu šipku ili bilo kojoj drugoj interakciji tijela koja se kreću. U svijetu brzih kretanja, u poređenju s kojima se širenju svjetlosti i interakciji između tijela više ne može pripisati beskonačno veća brzina. U ovom svijetu, koncept simultanosti ima relativno značenje i moramo napustiti uobičajenu sliku jednog vremena koje teče Univerzumom – niza istih, istovremenih trenutaka u različitim tačkama prostora. Klasična fizika polazi od slične slike. Ona priznaje da se ista stvar trenutno dešava svuda - na Zemlji, na Suncu, na Sirijusu, na ekstragalaktičkim maglinama koje su toliko udaljene od nas da su njihovoj svetlosti potrebne milijarde godina da stigne do nas. Kada bi se interakcije tijela (na primjer, gravitacijske sile koje povezuju sva prirodna tijela) širile trenutno, beskonačnom brzinom, mogli bismo govoriti o podudarnosti trenutka kada jedno tijelo počinje utjecati na drugo, i trenutka kada drugo tijelo, udaljen od prvog, doživljava ovaj uticaj. Nazovimo dejstvo nekog tijela na drugo tijelo udaljeno od njega signalom. Trenutačni prijenos signala je osnova za identifikaciju momenata koji se javljaju na udaljenim tačkama u prostoru. Ova identifikacija se može smatrati sinhronizacijom sata. Zadatak je često osigurati da satovi u tački a 41 i tački a 42 pokazuju isto vrijeme. Ako postoje trenutni signali, ovaj zadatak nije težak. Sat se može sinhronizovati radiom, svetlosnim signalom, pucnjem iz topa, mehaničkim impulsom (na primer, postavljanje kazaljki sata u 41 i u 42 na jednu dugačku apsolutno krutu osovinu), ako je radio prijemnik, svjetlo, zvuk i mehanički naprezanja u osovini prenosili su se beskonačno velikom brzinom. U ovom slučaju možemo govoriti čisto o tome prostorne veze u prirodi, o procesima koji se odvijaju u nultom vremenskom periodu. Shodno tome, trodimenzionalna geometrija bi imala stvarne fizičke prototipove. U ovom slučaju, mogli bismo razmotriti prostor izvan vremena, a takav pogled bi dao tačnu predstavu o stvarnosti. Temporalni trenutni signali služe kao direktni fizički ekvivalent trodimenzionalne geometrije. Vidimo da trodimenzionalna geometrija nalazi direktan prototip u klasičnoj mehanici, što uključuje ideju o beskonačnoj brzini signala, trenutnom širenju interakcija između udaljenih tijela. Klasična mehanika priznaje da postoje stvarni fizički procesi koji se mogu sa apsolutnom tačnošću opisati instant fotografijom. Instant fotografija, stereoskopska naravno, je kao trodimenzionalni prostorni presek prostorno-vremenskog sveta, to je četvorodimenzionalni svet događaja, snimljenih u istom trenutku. Beskonačno brza interakcija je proces koji se može opisati u okviru trenutne vremenske slike svijeta. Ali teorija polja kao stvarnog fizičkog medija isključuje trenutno Njutnovsko djelovanje dugog dometa i trenutno širenje signala kroz srednji medij. Ne samo zvuk, već i svjetlosni i radio signali imaju konačnu brzinu. Brzina svjetlosti je maksimalna brzina signala. Koje je fizičko značenje simultanosti u ovom slučaju? Šta odgovara nizu trenutaka koji su isti za ceo Univerzum? Šta odgovara konceptu jednog vremena koje jednoliko teče po cijelom svijetu? Možemo pronaći neko fizičko značenje za koncept simultanosti i tako dati nezavisnu stvarnost čisto prostornom aspektu postojanja, s jedne strane, i apsolutnom vremenu, s druge strane, čak i u slučaju kada se sve interakcije šire konačnom brzinom. . Ali uslov za to je postojanje generalno nepokretnog svetskog etra i sposobnost da se na apsolutan način određuju brzine kretanja tela, povezujući ih sa eterom kao jedinstvenim privilegovanim referentnim telom. Zamislimo brod sa ekranima na pramcu i krmi. Lanterna je upaljena u sredini broda na jednakoj udaljenosti od oba ekrana. Svjetlost fenjera istovremeno dopire do ekrana i mogu se prepoznati trenuci kada se to dešava. Svjetlo pada na ekran koji se nalazi na pramcu broda u istom trenutku kao i na ekran koji se nalazi na krmi. Tako nalazimo fizički prototip simultanosti. Sinhronizacija uz pomoć svjetlosnih signala koji istovremeno pristižu u dvije tačke iz izvora koji se nalazi na jednakoj udaljenosti od njih moguća je ako izvor svjetlosti i ove dvije tačke miruju u svjetskom etru, tj. kada je brod nepomičan u odnosu na eter. Sinhronizacija je moguća i kada se brod kreće u zraku. U tom slučaju svjetlo će stići do ekrana na pramcu broda nešto kasnije, a do ekrana na krmi nešto ranije. Ali, znajući brzinu broda u odnosu na eter, možemo odrediti napredovanje snopa koji ide do ekrana na krmi i kašnjenje snopa koji ide do ekrana na pramcu, i, uzimajući u obzir naznačeno napredovanje i kašnjenje, sinhronizujte satove postavljene na krmi i na pramcu broda. Možemo dalje sinkronizirati satove na dva broda koji se kreću u odnosu na eter različitim, ali nama poznatim konstantnim brzinama. Ali za to je potrebno i da brzina brodova u odnosu na eter ima određeno značenje i određeno značenje.Ovde su moguća dva slučaja. Ako brod, kada se kreće, u potpunosti nosi eter koji se nalazi između fenjera i ekrana, tada neće biti kašnjenja u snopu koji ide na ekran na pramcu broda. Kada je eter potpuno uvučen, brod se ne pomera u odnosu na eter koji se nalazi iznad njegove palube, a brzina svetlosti u odnosu na brod neće zavisiti od kretanja broda. Međutim, moći ćemo registrirati kretanje broda pomoću optičkih efekata. Brzina svjetlosti se neće promijeniti u odnosu na brod, ali će se promijeniti u odnosu na obalu. Pustite da se brod kreće duž nasipa: na nasipu se nalaze dva ekrana 41 i a 42, a razmak između njih je jednak udaljenosti između ekrana na brodu. Kada su ekrani na brodu u pokretu nasuprot ekranima na nasipu, u sredini broda se pali fenjer. Ako brod sa sobom nosi etar, tada će svjetlost fenjera istovremeno stizati do paravana na krmi i ekrana na pramcu, ali će u tom slučaju svjetlost dopirati do paravana na nepomičnom nasipu u različitim trenucima. U jednom smjeru, brzina broda u odnosu na nasip će se dodati brzini svjetlosti, au drugom smjeru, brzinu broda treba oduzeti od brzine svjetlosti. Ovaj rezultat - različite brzine svjetlosti u odnosu na obalu - dogodit će se ako brod odnese eter. Ako brod ne nosi eter, tada će se svjetlost kretati istom brzinom u odnosu na obalu i različitim brzinama u odnosu na brod. Dakle, promjena brzine svjetlosti će u oba slučaja biti rezultat kretanja broda. Ako se brod kreće, vukući eter, tada se brzina u odnosu na obalu mijenja; ako brod ne odnese eter, tada se brzina svjetlosti u odnosu na sam brod mijenja. Sredinom 19. vijeka, optički eksperimenti i tehnike mjerenja omogućile su otkrivanje vrlo malih razlika u brzini svjetlosti. Pokazalo se da je moguće provjeriti da li pokretna tijela zavlače eter ili ne. Godine 1851, Fizeau (1819 - 1896) je dokazao da tijela ne uvlače u potpunosti etar. Brzina svjetlosti u odnosu na stacionarna tijela se ne mijenja kada svjetlost prolazi kroz pokretne medije. Fizeau je propuštao snop svjetlosti kroz stacionarnu cijev kroz koju je tekla voda. U suštini, voda je igrala ulogu broda, a cijev - nepokretne obale. Rezultat Fizeauovog eksperimenta doveo je do slike kretanja tijela u nepomičnom etru bez povlačenja etra. Brzina ovog kretanja može se odrediti kašnjenjem snopa u sustizanju tijela (na primjer, zraka usmjerenog prema ekranu na pramcu broda u pokretu), u odnosu na snop koji ide prema tijelu (npr. u poređenju sa snopom baterijske lampe usmjerenom prema ekranu na krmi). Tako je bilo moguće, kako se tada činilo, razlikovati tijelo koje je nepomično u odnosu na eter od tijela koje se kreće u etru. U prvom je brzina svjetlosti ista u svim smjerovima, u drugom se ne mijenja ovisno o smjeru zraka. Postoji apsolutna razlika između mirovanja i kretanja; oni se međusobno razlikuju po prirodi optičkih procesa u mirujućim i pokretnim medijima. Ova tačka gledišta omogućila je da se govori o apsolutnoj istovremenosti događaja i mogućnosti apsolutne sinhronizacije satova. Svetlosni signali u istom trenutku dosežu tačke koje se nalaze na istoj udaljenosti od stacionarnog izvora. Ako se izvor svjetlosti i ekrani pomjeraju u odnosu na eter. Tada možemo odrediti i uzeti u obzir kašnjenje svjetlosnog signala uzrokovano ovim kretanjem. I smatrajte kao jedan te isti trenutak 1) trenutak kada svjetlo udari u prednji ekran, ispravljen za kašnjenje, i 2) trenutak kada svjetlo udari u stražnji ekran, ispravljen za unaprijed. Razlika u brzini širenja svjetlosti će ukazati na kretanje izvora svjetlosti i ekrana u odnosu na eter – apsolutno referentno tijelo. Eksperiment, koji je trebao pokazati promjenu brzine svjetlosti u pokretnim tijelima i, shodno tome, apsolutnu prirodu kretanja ovih tijela, izveo je 1881. Michelson (1852 -1931). Nakon toga se ponavljalo više puta. U suštini, Michelsonov eksperiment je odgovarao upoređivanju brzine signala koji putuju do ekrana na krmi i na pramcu broda u pokretu. Ali sama Zemlja je korištena kao brod koji se kretao u svemiru brzinom od oko 30 km/sek. Nadalje, poredili smo ne brzinu snopa koji sustiže tijelo i snopa koji ide prema tijelu, već brzinu širenja svjetlosti u uzdužnom i poprečnom smjeru. U instrumentu korištenom u Michelsonovom eksperimentu, takozvanom interferometru, jedan snop je išao u smjeru kretanja Zemlje - u uzdužnom kraku interferometra, a drugi snop - u poprečnom kraku. Razlika u brzinama ovih zraka trebala je pokazati ovisnost brzine svjetlosti u uređaju o kretanju Zemlje. Rezultati Michelsonovog eksperimenta bili su negativni. Na površini Zemlje svjetlost putuje istom brzinom u svim smjerovima. Ovaj zaključak se činio krajnje paradoksalnim. To je trebalo dovesti do fundamentalnog odbacivanja klasičnog pravila dodavanja brzina. Brzina svjetlosti je ista u svim tijelima koja se kreću jednoliko i pravolinijski jedno u odnosu na drugo. Svjetlost prolazi konstantnom brzinom od približno 300.000 km/s, pored nepokretnog tijela, pored tijela koje se kreće prema svjetlosti, pored tijela koje svjetlost sustiže. Svjetlo je putnik koji hoda željezničkom prugom, između kolosijeka, istom brzinom u odnosu na nadolazeći voz, u odnosu na voz koji ide u istom smjeru, u odnosu na sam željeznički kolosijek, u odnosu na avion koji leti iznad njega, itd.. Ili putnik koji se kreće vagonom jurećeg voza istom brzinom u odnosu na vagon i u odnosu na Zemlju.Da bi se odustalo od klasičnih principa koji su izgledali potpuno očigledni i neosporni, bila je potrebna briljantna snaga i hrabrost fizička misao. Neposredni prethodnik. Ajnštajn se veoma približio teoriji relativnosti, ali nisu mogli da naprave odlučujući korak, nisu mogli da priznaju da se svetlost, ne po izgledu, već u stvarnosti, širi istom brzinom u odnosu na tela koja su izmeštena jedno u odnosu na drugo.

Lorentz (1853-1928) iznio je teoriju koja čuva nepomični eter i klasično pravilo za dodavanje brzina i istovremeno je kompatibilna s rezultatima Michelsonovih eksperimenata. Lorenz je sugerirao da sva tijela doživljavaju uzdužnu kontrakciju kada se kreću; ona smanjuju svoj opseg duž smjera kretanja. Ako sva tijela smanje svoje uzdužne dimenzije, onda se takvo smanjenje ne može otkriti direktnim mjerenjem. Dakle, Lorentz smatra konstantnost brzine svjetlosti koju je otkrio Michelson kao čisto fenomenološki rezultat međusobne kompenzacije dvaju efekata kretanja: smanjenja brzine svjetlosti i smanjenja udaljenosti koju putuje. Sa ove tačke gledišta, klasično pravilo za dodavanje brzina ostaje nepokolebljivo. Sačuvana je apsolutna priroda kretanja - postoji promjena brzine svjetlosti; stoga se kretanje ne može pripisati drugim tijelima jednakim etru, već univerzalnom referentnom tijelu - nepokretnom etru. Kontrakcija je apsolutne prirode - postoji prava dužina štapa u mirovanju u odnosu na etar, drugim riječima, štapa u mirovanju u apsolutnom smislu. Godine 1905. Albert Einstein (1879-1955) je objavio članak “O elektrodinamici pokretnih tijela.” Za Einsteina, apsolutno kretanje se ne skriva od posmatrača, već jednostavno ne postoji. Ako kretanje u odnosu na eter ne uzrokuje nikakve efekte u pokretnim telima, onda je to fizički besmislen koncept.Tako se iz fizičke slike sveta eliminiše koncept jednog vremena koje pokriva ceo Univerzum.Ovde se Ajnštajn približio najosnovnijim problemima nauke - problemima prostora, vremena i njihove međusobne povezanosti.Ako ne postoji svjetski etar, onda je nemoguće pripisati nepokretnost određenom tijelu i na osnovu toga ga smatrati početkom nepomičnog, u apsolutnom smislu, privilegovanog koordinatnog sistema.Tada ne možemo Kada govorimo o apsolutnoj istovremenosti događaja, ne možemo reći da će dva događaja koja su istovremena u jednom koordinatnom sistemu biti istovremena u bilo kom drugom koordinatnom sistemu.

Ideje koje je Ajnštajn izrazio 1905. godine privukle su interesovanje veoma širokih krugova u narednim godinama. Ljudi su smatrali da teorija koja tako hrabro zadire u tradicionalne ideje o prostoru i vremenu ne može a da ne dovede, u svom razvoju i primjeni, do vrlo dubokih industrijskih, tehničkih i kulturnih pomaka. Naravno, tek sada je postao jasan put od apstraktnog razmišljanja o prostoru i vremenu do ideje o kolosalnim rezervama energije skrivenih u dubinama materije i koje čekaju da budu oslobođene kako bi se promijenilo lice proizvodne tehnologije i kulture. Sve do sredine našeg veka u svim oblastima tehnike koristile su se samo tako neznatne promene energije mirovanja i mase mirovanja tela. Sada su se pojavile praktično primijenjene reakcije, u kojima se glavni dio energije mirovanja sadržan u tvari troši ili nadopunjuje. U modernoj fizici postoji ideja o potpunom prelasku energije mirovanja u energiju kretanja, tj. o transformaciji čestice sa masom mirovanja u česticu sa nultom masom mirovanja i veoma velikom energijom kretanja i masom kretanja. Takvi prijelazi se primjećuju u prirodi. Praktična primjena takvih procesa je još uvijek daleko. Sada se koriste procesi koji oslobađaju unutrašnju energiju atomskih jezgri. Nuklearna energija se pokazala kao odlučujući eksperimentalni i praktični dokaz Ajnštajnove teorije relativnosti.

Godine 1907-1908 Herman Minkovsky (1864 - 1908) dao je teoriji relativnosti vrlo harmoničan i važan geometrijski oblik za kasniju generalizaciju. U članku “Princip relativnosti” (1907) i u izvještaju “Prostor i vrijeme” (1908), Ajnštajnova teorija je formulisana u obliku doktrine o invarijantama četvorodimenzionalne euklidske geometrije. Kada se geometrijska figura kreće u prostoru, koordinate tačaka se mijenjaju, ali udaljenosti između njih ostaju nepromijenjene. Samo po sebi, četverodimenzionalni prikaz kretanja čestica može se lako shvatiti; čini se gotovo očiglednim i, zapravo, poznatim. Svi to znaju stvarni događaji određuju četiri broja: tri prostorne koordinate i vrijeme proteklo prije događaja od početka hronologije, ili od početka godine, ili od početka dana. materija prostor prirodne nauke

Minkowski je 1908. predstavio teoriju relativnosti u obliku četvorodimenzionalne geometrije. On je prisustvo čestice u tački definisanoj sa četiri koordinate nazvao „događajem“, budući da događaj u mehanici treba shvatiti kao nešto definisano u prostoru i vremenu – prisustvo čestice u određenoj prostornoj tački u određenom trenutku. Nadalje, on je ukupnost događaja - prostorno-vremensku raznolikost - nazvao "svijetom", budući da se stvarni svijet odvija u prostoru i vremenu. Linija koja prikazuje kretanje čestice, tj. Minkowski je četvorodimenzionalnu liniju, čija je svaka tačka određena sa četiri koordinate, nazvao „svetskom linijom“.

Homogenost prostor-vremena znači da u prirodi nema istaknutih prostorno-vremenskih tačaka svijeta. Ne postoji događaj koji bi bio apsolutni početak četverodimenzionalnog, prostorno-vremenskog referentnog okvira. U svjetlu ideja koje je Ajnštajn iznio 1905. godine, četverodimenzionalna udaljenost između svjetskih tačaka, tj. prostor-vremenski interval se neće promeniti kada se ove tačke zajedno pomeraju duž svetske linije. To znači da prostorno-vremenska povezanost dva događaja ne zavisi od toga koja je svjetska tačka odabrana kao ishodište, te da bilo koja svjetska tačka može igrati ulogu takvog ishodišta. Dakle, ideja o homogenosti je osnovna ideja nauke u 17.-20. Dosljedno se generalizira, prenosi iz prostora u vrijeme, i dalje, u prostor-vrijeme.

Godine 1911-1916. Ajnštajn je stvorio opštu teoriju relativnosti. Teorija, stvorena 1905. godine, naziva se specijalnom teorijom relativnosti, jer vrijedi samo za poseban slučaj, pravolinijsko i ravnomjerno kretanje.

Dugi niz godina, Einstein je imao ideju da ubrzano kretanje podredi principu relativnosti i stvori opću teoriju relativnosti, koja bi razmatrala ne samo inercijalno, već i sve vrste kretanja. Sila inercije djeluje jednoliko na sva tijela.Postoji sila koja također djeluje jednako na sva tijela. Ovo je sila gravitacije.

Ajnštajn je princip ekvivalencije nazvao tvrdnjom o ekvivalenciji sile gravitacije koja deluje na sistem i sile inercije koja se manifestuje tokom ubrzanog kretanja. Ovaj princip nam omogućava da ubrzano kretanje smatramo relativnim. Zapravo, manifestacije ubrzanog kretanja (sile inercije) se ne razlikuju od sila gravitacije u stacionarnom sistemu. To znači da ne postoji unutrašnji kriterijum za kretanje, a kretanje se može suditi samo u odnosu na spoljašnja tela. Kretanje, uključujući i ubrzano kretanje tijela A, sastoji se od promjene udaljenosti od nekog referentnog tijela B, a s istim pravom možemo reći da se B kreće u odnosu na A.

Ajnštajn je poistovetio gravitaciju, koja savija svetske linije pokretnih tela, sa zakrivljenošću prostor-vremena. Ova ideja će uvijek biti primjer hrabrosti i dubine fizičke misli i ujedno primjer nove prirode naučnog mišljenja, koje pronalazi stvarne fizičke ekvivalente euklidskih i neeuklidskih geometrijskih odnosa. Tijelo prepušteno samom sebi kreće se pravolinijski u trodimenzionalnom prostoru. Kreće se pravolinijski u četverodimenzionalnom prostoru-vremenskom svijetu, budući da je na grafu prostor-vreme svaki pomak duž vremenske ose (svaki prirast u vremenu) praćen istim povećanjem prostorne udaljenosti. Dakle, kretanja po inerciji odgovaraju pravim svjetskim linijama, tj. prave linije četvorodimenzionalnog prostor-vremena. ubrzana kretanja odgovaraju zakrivljenim svjetskim linijama četverodimenzionalnog prostora-vremenskog svijeta. Gravitacija daje isto ubrzanje tijelima. On daje isto ubrzanje svjetlosti. Posljedično, gravitacija savija svjetske linije. Ako bi se ravne linije nacrtane na ravni iznenada pokazale zakrivljene i poprimile istu zakrivljenost, pretpostavili bismo da je ravnina zakrivljena, postala zakrivljena površina, na primjer, površina lopte. Možda gravitacija, jednoliko savijajući svjetske linije, znači da je prostor-vrijeme u datoj svjetskoj tački (u datoj prostornoj tački iu datom trenutku vremena) dobilo određenu zakrivljenost. Promjena gravitacijskih sila, promjena intenziteta i smjera gravitacije, tada se može smatrati promjenom zakrivljenosti prostor-vremena. Zakrivljenost linije ne zahteva objašnjenje. Zakrivljenost površine je također prilično vizualna predstava. Znamo da na zakrivljenoj površini, na primjer površini globusa, teoreme euklidske geometrije o ravni prestaju da važe. Umjesto pravih, druge geodetske linije postaju najkraće linije, na primjer, u slučaju površine kugle velikog kružnog luka: da biste putovali najkraćim putem od sjevera prema jugu, morate se kretati duž luka meridijan. Na geodetskoj liniji, koja zamjenjuje pravu liniju, mnoge različite okomice mogu se spustiti iz jedne tačke, na primjer, od pola do ekvatora. Ne možemo vizualizirati zakrivljenost trodimenzionalnog prostora. Ali zakrivljenost možemo nazvati odstupanjem trodimenzionalnog svijeta od euklidske geometrije. Isto možemo učiniti sa četverodimenzionalnim mnogostrukim. Ponovimo početne tačke opšte teorije relativnosti. U svakoj tački koja se nalazi u polju djelovanja gravitacijskih sila bilo koje velike mase, na primjer Sunca, sva tijela padaju istim ubrzanjem, a ne samo tijela, već i svjetlost poprimaju ubrzanje, a isto ubrzanje ovisi o mase Sunca. U četverodimenzionalnoj geometriji, takvo ubrzanje se može predstaviti kao prostor-vremenski svijet. Prema opštoj teoriji relativnosti, prisustvo teških masa savija prostorno-vremenski svet, a ta zakrivljenost se izražava u gravitaciji, menjajući putanje i brzine tela i svetlosnih zraka. Godine 1919. astronomska zapažanja potvrdila su Ajnštajnovu teoriju gravitacije – opštu relativnost. Zraci zvijezda se savijaju dok prolaze pored Sunca, a pokazalo se da su njihova odstupanja od pravog puta jednaka onima koje je teoretski izračunao Ajnštajn. Zakrivljenost prostor-vremena se menja u zavisnosti od distribucije teških masa. Ako krenete na putovanje kroz Univerzum bez promjene smjera, tj. prateći geodetske linije okolnog prostora, na putu ćemo sresti četvorodimenzionalna brda - gravitaciona polja planeta, planine - gravitaciona polja zvezda, velike grebene - gravitaciona polja galaksija. Putujući na ovaj način po površini Zemlje, mi, osim brda i planina, znamo i za zakrivljenost zemljine površine općenito i uvjereni su da ćemo se, nastavljajući putovanje u istom smjeru, na primjer duž ekvatora, vratiti na mjesto odakle smo krenuli. Putujući svemirom, susrećemo se i sa opštom zakrivljenošću svemira, koja se odnosi na gravitaciona polja planeta, zvijezda i galaksija, kao što se zakrivljenost Zemlje odnosi na reljef njene površine. Kada bi se ne samo prostor, već i vrijeme zakrivili, vratili bismo se, kao rezultat svemirskog putovanja, na prvobitnu prostornu putanju i na prvobitnu prostornu poziciju. Ovo je nemoguće. Ajnštajn je sugerisao da je samo prostor zakrivljen.

Godine 1922. A.A. Friedman (1888-1925) iznio je hipotezu o promjeni polumjera opće zakrivljenosti prostora tokom vremena. Neka astronomska zapažanja potvrđuju ovu hipotezu; udaljenosti između galaksija se vremenom povećavaju, a galaksije se udaljavaju. Međutim, kosmološki koncepti povezani sa opštom teorijom relativnosti su još uvek veoma daleko od izvesnosti i jedinstvenosti koja je karakteristična za specijalnu teoriju relativnosti.

SAŽETAK

Filozofski aspekti teorije relativnosti

Einstein

Gorinov D.A.

Perm 1998
Uvod.

IN kasno XIX Početkom 20. stoljeća došlo je do niza velikih otkrića koja su započela revoluciju u fizici. To je dovelo do revizije gotovo svih klasičnih teorija u fizici. Možda jedna od najvećih po važnosti i koja je odigrala najvažniju ulogu u razvoju moderne fizike, uz kvantnu teoriju, bila je teorija relativnosti A. Einsteina.

Stvaranje teorije relativnosti omogućilo je reviziju tradicionalnih pogleda i ideja o materijalnom svijetu. Takva revizija postojećih pogleda bila je neophodna, jer su se u fizici nagomilali mnogi problemi koji se nisu mogli riješiti uz pomoć postojećih teorija.

Jedan od tih problema bilo je i pitanje granične brzine širenja svjetlosti, koje je bilo isključeno sa stanovišta tada dominantnog principa Galileove relativnosti, koji se temeljio na Galilejevim transformacijama. Uz to, postojale su mnoge eksperimentalne činjenice u prilog ideji konstantnosti i ograničenja brzine svjetlosti (univerzalne konstante). Primjer ovdje je eksperiment Michelsona i Morleya, izveden 1887. godine, koji je pokazao da brzina svjetlosti u vakuumu ne ovisi o kretanju izvora svjetlosti i da je ista u svim inercijalnim referentnim okvirima. Kao i zapažanja danskog astronoma Olea Roemera, koji je utvrdio davne 1675. na osnovu kašnjenja pomračenja Jupiterovih satelita, konačna vrijednost brzine svjetlosti.

Drugi značajan problem koji se pojavio u fizici odnosio se na ideje o prostoru i vremenu. Ideje o njima koje su postojale u fizici zasnivale su se na zakonima klasične mehanike, budući da je u fizici dominantno stajalište da svaka pojava ima, u krajnjoj liniji, mehanističku prirodu, budući da je Galilejev princip relativnosti izgledao univerzalan, da se odnosi na bilo koje zakone, a ne samo zakoni mehanike. Iz Galileovog principa, zasnovanog na Galilejevim transformacijama, proizlazi da prostor ne zavisi od vremena i, obrnuto, vreme ne zavisi od prostora.

Prostor i vrijeme smatrani su datim oblicima nezavisnim jedan od drugog; sva otkrića napravljena u fizici uklapaju se u njih. Ali takva korespondencija između odredbi fizike i pojma prostora i vremena postojala je samo dok nisu formulisani zakoni elektrodinamike, izraženi u Maxwellovim jednadžbama, jer se pokazalo da Maxwellove jednadžbe nisu invarijantne prema Galilejevim transformacijama.

Neposredno prije stvaranja teorije relativnosti, Lorentz je pronašao transformacije pod kojima su Maxwellove jednadžbe ostale nepromjenjive. U ovim transformacijama, za razliku od Galilejevih transformacija, vrijeme u različitim referentnim sistemima nije bilo isto, ali je najvažnije da iz ovih transformacija više nije slijedilo da su prostor i vrijeme neovisni jedan o drugom, jer je vrijeme bilo uključeno u transformaciju koordinate, a pri pretvaranju vremena - koordinate. I kao posljedica toga, postavilo se pitanje - šta učiniti? Postojala su dva rješenja, prvo je bilo pretpostaviti da je Maxwellova elektrodinamika pogrešna, ili je drugo pretpostaviti da je klasična mehanika sa svojim transformacijama i Galilejevim principom relativnosti približna i ne može opisati sve fizičke pojave.

Tako su se u ovoj fazi fizike pojavile kontradikcije između klasičnog principa relativnosti i položaja univerzalne konstante, kao i između klasične mehanike i elektrodinamike. Bilo je mnogo pokušaja da se daju druge formulacije zakonima elektrodinamike, ali oni nisu bili uspješni. Sve je to odigralo ulogu preduslova za stvaranje teorije relativnosti.

Ajnštajnovo delo, pored ogromnog značaja u fizici, takođe je od velikog značaja filozofsko značenje. Očiglednost ovoga proizilazi iz činjenice da je teorija relativnosti povezana s pojmovima kao što su materija, prostor, vrijeme i kretanje, i oni su jedan od temeljnih filozofskih koncepata. Dijalektički materijalizam je pronašao argumentaciju za svoje ideje o prostoru i vremenu u Ajnštajnovoj teoriji. U dijalektičkom materijalizmu daje se opšta definicija prostora i vremena kao oblika postojanja materije, te su stoga neraskidivo povezani sa materijom, neodvojivi od nje. „Sa stanovišta naučnog materijalizma, koji se zasniva na podacima posebnih nauka, prostor i vreme nisu nezavisne realnosti nezavisne od materije, već unutrašnji oblici njenog postojanja. Takvu neraskidivu vezu između prostora i vremena i pokretne materije uspješno je demonstrirala Einsteinova teorija relativnosti.

Bilo je i pokušaja da idealisti iskoriste teoriju relativnosti kao dokaz da su u pravu. Na primjer, američki fizičar i filozof F. Frank rekao je da je fizika dvadesetog stoljeća, posebno teorija relativnosti i kvantna mehanika, zaustavila kretanje filozofske misli prema materijalizmu, zasnovanom na dominaciji mehaničke slike svijeta u prošlog veka. Frank je rekao da „u teoriji relativnosti, zakon održanja materije više ne važi; materija se može transformisati u nematerijalne entitete, u energiju.”

Međutim, sva idealistička tumačenja teorije relativnosti zasnivaju se na iskrivljenim zaključcima. Primjer za to je da ponekad idealisti zamjenjuju filozofski sadržaj pojmova „apsolutni“ i „relativni“ fizičkim. Oni tvrde da će koordinate čestice i njena brzina uvijek ostati čisto relativne vrijednosti (u fizičkom smislu), to jest, nikada se neće pretvoriti ni približno u apsolutne vrijednosti i stoga, navodno, nikada neće moći da odražava apsolutnu istinu (u filozofskom smislu). U stvarnosti, koordinate i brzina, uprkos činjenici da nemaju apsolutni karakter (u fizičkom smislu), su aproksimacija apsolutnoj istini.

Teorija relativnosti uspostavlja relativnu prirodu prostora i vremena (u fizičkom smislu), a idealisti to tumače kao njeno poricanje objektivne prirode prostora i vremena. Idealisti pokušavaju da iskoriste relativnu prirodu simultanosti i slijeda dvaju događaja koji proizlaze iz relativnosti vremena kako bi poricali nužnu prirodu uzročne veze. U dijalektičko-materijalističkom shvaćanju, i klasične ideje o prostoru i vremenu i teorija relativnosti su relativne istine koje uključuju samo elemente apsolutne istine.

Do sredine 19. vijeka pojam materije u fizici bio je identičan pojmu supstance. Do tog vremena, fizika je materiju poznavala samo kao supstancu koja može imati tri stanja. Ova ideja o materiji nastala je zbog činjenice da su „predmeti proučavanja klasične fizike bila samo pokretna materijalna tela u obliku materije; osim materije, prirodna nauka nije poznavala druge vrste i stanja materije (elektromagnetski procesi su bili pripisuje ili materijalnoj materiji ili njenim svojstvima). Zbog toga su mehanička svojstva materije prepoznata kao univerzalna svojstva svijeta u cjelini. Ajnštajn je to spomenuo u svojim radovima, pišući da se „za fizičara s početka devetnaestog veka, stvarnost našeg spoljašnjeg sveta sastojala od čestica između kojih se jednostavne sile, ovisno samo o udaljenosti."

Ideje o materiji počele su da se menjaju tek pojavom novog koncepta koji je uveo engleski fizičar M. Faraday – polje. Faraday je, otkrivši elektromagnetnu indukciju 1831. godine i otkrivši vezu između elektriciteta i magnetizma, postao utemeljitelj doktrine elektromagnetnog polja i time dao poticaj evoluciji ideja o elektromagnetnim pojavama, a time i evoluciji pojma materije. . Faraday je prvi uveo koncepte kao što su električna i magnetna polja, izrazio ideju o postojanju elektromagnetnih valova i time otvorio novu stranicu u fizici. Nakon toga, Maxwell je dopunio i razvio Faradayeve ideje, kao rezultat čega se pojavila teorija elektromagnetnog polja.

Zabluda poistovjećivanja materije sa supstancom se izvjesno vrijeme nije osjetila, barem očito, iako supstancija nije pokrivala sve poznate objekte prirode, a da ne spominjemo društvene pojave. Međutim, bilo je od fundamentalne važnosti da se materija u obliku polja ne može objasniti uz pomoć mehaničkih slika i ideja, te da je ovo područje prirode, kojem pripadaju elektromagnetna polja, sve više počelo da se manifestuje se.

Otkriće električnog i magnetskog polja postalo je jedno od temeljnih otkrića fizike. To je jako uticalo dalji razvoj nauke, kao i filozofske ideje o svijetu. Neko vrijeme elektromagnetna polja nisu mogla biti znanstveno potkrijepljena ili se oko njih mogla izgraditi koherentna teorija. Naučnici su iznijeli mnoge hipoteze u pokušaju da objasne prirodu elektromagnetnih polja. Ovako je B. Franklin objasnio električne fenomene prisustvom posebne materijalne supstance koja se sastoji od vrlo malih čestica. Ojler je pokušao da objasni elektromagnetne pojave kroz etar; rekao je da je svetlost u odnosu na etar isto što i zvuk u odnosu na vazduh. U tom periodu postala je popularna korpuskularna teorija svjetlosti, prema kojoj su svjetlosne pojave objašnjene emisijom čestica od strane svjetlećih tijela. Bilo je pokušaja da se električni i magnetski fenomeni objasne postojanjem određenih materijalnih supstanci koje odgovaraju ovim fenomenima. “Bili su raspoređeni u različite suštinske sfere. Čak i unutra početkom XIX V. magnetski i električni procesi objašnjeni su prisustvom magnetnih i električnih fluida, respektivno.”

SAŽETAK

Filozofski aspekti teorije relativnosti

Einstein

Gorinov D.A.

Perm 1998
Uvod.

Krajem 19. i početkom 20. stoljeća došlo je do niza velikih otkrića koja su započela revoluciju u fizici. To je dovelo do revizije gotovo svih klasičnih teorija u fizici. Možda jedna od najvećih po važnosti i koja je odigrala najvažniju ulogu u razvoju moderne fizike, uz kvantnu teoriju, bila je teorija relativnosti A. Einsteina.

Ajnštajnovo delo, pored svog ogromnog značaja u fizici, ima i veliki filozofski značaj. Očiglednost ovoga proizilazi iz činjenice da je teorija relativnosti povezana s pojmovima kao što su materija, prostor, vrijeme i kretanje, i oni su jedan od temeljnih filozofskih koncepata. Dijalektički materijalizam je pronašao argumentaciju za svoje ideje o prostoru i vremenu u Ajnštajnovoj teoriji. U dijalektičkom materijalizmu daje se opšta definicija prostora i vremena kao oblika postojanja materije, te su stoga neraskidivo povezani sa materijom, neodvojivi od nje. „Sa stanovišta naučnog materijalizma, koji se zasniva na podacima posebnih nauka, prostor i vreme nisu nezavisne realnosti nezavisne od materije, već unutrašnji oblici njenog postojanja. Takvu neraskidivu vezu između prostora i vremena i pokretne materije uspješno je demonstrirala Einsteinova teorija relativnosti.

Do sredine 19. vijeka pojam materije u fizici bio je identičan pojmu supstance. Do tog vremena, fizika je materiju poznavala samo kao supstancu koja može imati tri stanja. Ova ideja o materiji nastala je zbog činjenice da su „predmeti proučavanja klasične fizike bila samo pokretna materijalna tela u obliku materije; osim materije, prirodna nauka nije poznavala druge vrste i stanja materije (elektromagnetski procesi su bili pripisuje ili materijalnoj materiji ili njenim svojstvima). Zbog toga su mehanička svojstva materije prepoznata kao univerzalna svojstva svijeta u cjelini. Ajnštajn je to spomenuo u svojim djelima, pišući da se „za fizičara s početka devetnaestog stoljeća, stvarnost našeg vanjskog svijeta sastojala od čestica između kojih djeluju jednostavne sile, ovisno samo o udaljenosti“.

Otkriće električnog i magnetskog polja postalo je jedno od temeljnih otkrića fizike. To je uvelike uticalo na dalji razvoj nauke, kao i filozofskih ideja o svetu. Neko vrijeme elektromagnetna polja nisu mogla biti znanstveno potkrijepljena ili se oko njih mogla izgraditi koherentna teorija. Naučnici su iznijeli mnoge hipoteze u pokušaju da objasne prirodu elektromagnetnih polja. Ovako je B. Franklin objasnio električne fenomene prisustvom posebne materijalne supstance koja se sastoji od vrlo malih čestica. Ojler je pokušao da objasni elektromagnetne pojave kroz etar; rekao je da je svetlost u odnosu na etar isto što i zvuk u odnosu na vazduh. U tom periodu postala je popularna korpuskularna teorija svjetlosti, prema kojoj su svjetlosne pojave objašnjene emisijom čestica od strane svjetlećih tijela. Bilo je pokušaja da se električni i magnetski fenomeni objasne postojanjem određenih materijalnih supstanci koje odgovaraju ovim fenomenima. “Bili su raspoređeni u različite suštinske sfere. Čak i početkom 19. veka. magnetski i električni procesi objašnjeni su prisustvom magnetnih i električnih fluida, respektivno.”

Fenomeni povezani sa elektricitetom, magnetizmom i svetlošću poznati su dugo vremena i naučnici su, proučavajući ih, pokušavali da objasne ove pojave zasebno, ali od 1820. takav pristup je postao nemoguć, budući da se rad koji su obavili Amper i Ørsted nije mogao zanemariti. Godine 1820 Oersted i Ampere su došli do otkrića, zbog čega je postala jasna veza između elektriciteta i magnetizma. Amper je otkrio da ako se struja prođe kroz provodnik koji se nalazi pored magneta, tada sile iz magnetnog polja počinju djelovati na ovaj provodnik. Oersted je uočio još jedan efekat: uticaj električne struje koja teče kroz provodnik na magnetnu iglu koja se nalazi pored provodnika. Iz ovoga bi se moglo zaključiti da je promjena električno polje praćeno pojavom magnetnog polja. Ajnštajn je ukazao na poseban značaj postignutih otkrića: „Promjenu električnog polja koje nastaje kretanjem naboja uvijek prati magnetsko polje – zaključak je zasnovan na Oerstedovom eksperimentu, ali sadrži nešto više. Sadrži priznanje da je veza između električnog polja, koje se mijenja tokom vremena, i magnetskog polja vrlo značajna."

Na osnovu eksperimentalnih podataka koje su prikupili Oersted, Ampere, Faraday i drugi naučnici, Maxwell je stvorio holističku teoriju elektromagnetizma. Kasnije je njegovo istraživanje dovelo do zaključka da svjetlosni i elektromagnetski valovi imaju istu prirodu. Uz to, otkriveno je da električno i magnetsko polje ima takvo svojstvo kao energija. Ajnštajn je o tome napisao: „Budući u početku samo kao pomoćni model, polje postaje sve stvarnije. Pripisivanje energije polju je daljnji korak u razvoju, u kojem koncept polja postaje sve bitniji, a supstancijalni koncepti karakteristični za mehaničko gledište postaju sve sekundarni." Maxwell je također pokazao da elektromagnetno polje, jednom stvoreno, može postojati nezavisno, bez obzira na njegov izvor. Međutim, on nije izolovao polje u poseban oblik materije, koji bi se razlikovao od materije.

Dalji razvoj teorije elektromagnetizma od strane brojnih naučnika, uključujući G.A. Lorenc, uzdrmao uobičajenu sliku svijeta. Dakle, u Lorentzovoj elektronskoj teoriji, za razliku od Maxwellove elektrodinamike, naboj koji stvara elektromagnetno polje više nije formalno predstavljen; elektroni su počeli igrati ulogu nosioca naboja i izvora polja za Lorentza. Ali nova prepreka pojavila se na putu razjašnjenja veze između elektromagnetnog polja i materije. Materija se, u skladu sa klasičnim idejama, smatrala diskretnom materijalnom formacijom, a polje je predstavljano kao kontinuirani medij. Osobine materije i polja smatrane su nekompatibilnim. Prva osoba koja je premostila ovaj jaz koji razdvaja materiju i polje bio je M. Planck. Došao je do zaključka da se procesi emisije i apsorpcije polja materijom odvijaju diskretno, u kvantima sa energijom E=h n. Kao rezultat toga, promijenile su se ideje o polju i materiji i dovele do toga da je uklonjena prepreka prepoznavanju polja kao oblika materije. Ajnštajn je otišao dalje, to je predložio elektromagnetno zračenje ne samo da se emituje i apsorbuje u porcijama, već se diskretno distribuira. Rekao je da je slobodno zračenje tok kvanta. Ajnštajn je povezivao kvant svetlosti, po analogiji sa materijom, sa impulsom - čija je veličina bila izražena u terminima energije E/c=h n /c(postojanje impulsa je dokazano u eksperimentima koje je sproveo ruski naučnik P. N. Lebedev u eksperimentima merenja pritiska svetlosti na čvrsta tela i gasove). Ovdje je Ajnštajn pokazao kompatibilnost svojstava materije i polja, jer lijeva strana gornje veze odražava korpuskularna svojstva, a desna valna svojstva.

Tako se, približavajući se prijelazu iz 19. stoljeća, nakupilo mnogo činjenica o pojmovima polja i materije. Mnogi naučnici su počeli da posmatraju polje i materiju kao dva oblika postojanja materije; na osnovu toga, kao i niza drugih razmatranja, pojavila se potreba za kombinovanjem mehanike i elektrodinamike. “Međutim, pokazalo se da je nemoguće jednostavno povezati zakone elektrodinamike s Newtonovim zakonima kretanja i proglasiti ih jedinstvenim sistemom koji opisuje mehaničke i elektromagnetne pojave u bilo kojem inercijalnom referentnom okviru.” Nemogućnost ovakvog objedinjavanja te dvije teorije proizilazila je iz činjenice da su ove teorije, kao što je ranije spomenuto, zasnovane na različitim principima, što se izražavalo u činjenici da su zakoni elektrodinamike, za razliku od zakona klasične mehanike, ne- kovarijantna u odnosu na Galilejeve transformacije.

Da bi se izgradio jedinstven sistem koji bi uključivao i mehaniku i elektrodinamiku, postojala su dva najočiglednija načina. Prvi je bio da se promene Maksvelove jednačine, odnosno zakoni elektrodinamike, tako da su počele da zadovoljavaju Galilejeve transformacije. Drugi put je bio povezan s klasičnom mehanikom i zahtijevao je njenu reviziju i, posebno, uvođenje drugih transformacija umjesto Galileovih transformacija, koje bi osigurale kovarijantnost i zakona mehanike i zakona elektrodinamike.

Drugi put se pokazao ispravnim, kojim je Ajnštajn sledio stvarajući specijalnu teoriju relativnosti, koja je konačno uspostavila nove ideje o materiji same po sebi.

Potom su znanja o materiji dopunjena i proširena, a integracija mehaničkih i valnih svojstava materije postala je izraženija. To se može pokazati na primjeru teorije koju je 1924. iznio Louis de Broglie, u kojoj je de Broglie sugerirao da ne samo da valovi imaju korpuskularna svojstva, već i čestice materije, zauzvrat, imaju valna svojstva. Dakle, de Broglie je česticu u pokretu povezao sa talasnom karakteristikom - talasnom dužinom l = h/p, Gdje str- impuls čestice. Na osnovu ovih ideja, E. Schrödinger je stvorio kvantnu mehaniku, gde se kretanje čestice opisuje pomoću talasnih jednačina. I ove teorije, koje su pokazale prisustvo valnih svojstava u materiji, potvrđene su eksperimentalno - na primjer, otkriveno je kada su mikročestice prolazile kroz kristalna rešetka Moguće je posmatrati pojave za koje se ranije smatralo da su svojstvene samo svjetlosti, a to su difrakcija i interferencija.

Takođe je razvijena kvantna teorija polja, koja se zasniva na konceptu kvantnog polja - posebna vrsta materija, ona je u stanju čestica iu stanju polja. Elementarna čestica u ovoj teoriji je predstavljena kao pobuđeno stanje kvantnog polja. Polje je ista posebna vrsta materije koja je karakteristična za čestice, ali samo u nepobuđenom stanju. U praksi se pokazalo da ako energija kvanta elektromagnetnog polja premašuje intrinzičnu energiju elektrona i pozitrona, koja je, kao što znamo iz teorije relativnosti, jednaka mc 2 i ako se takav kvant sudari s jezgrom, tada će se kao rezultat interakcije elektromagnetskog kvanta i jezgre pojaviti par elektron-pozitron. Postoji i obrnuti proces: kada se elektron i pozitron sudare, dolazi do anihilacije - umjesto dvije čestice pojavljuju se dva g-kvanta. Ovakve međusobne transformacije polja u materiju i poleđine materije u polje ukazuju na postojanje bliske veze između materijalnog i poljskog oblika materije, što je uzeto kao osnova za stvaranje mnogih teorija, uključujući i teoriju relativnosti.

Kao što vidite, nakon objavljivanja 1905. Specijalna teorija relativnosti napravila je mnoga otkrića vezana za određena proučavanja materije, ali su se sva ta otkrića oslanjala na opću ideju materije, koja je prvi put data u Einsteinovim djelima u obliku holističke i konzistentne slike.

Prostor i vrijeme

Problem prostora i vremena, kao i problem materije, direktno je vezan za fizičku nauku i filozofiju. U dijalektičkom materijalizmu daje se opšta definicija prostora i vremena kao oblika postojanja materije. „Sa stanovišta naučnog materijalizma, koji se zasniva na podacima iz pojedinih nauka, prostor i vreme nisu nezavisne stvarnosti nezavisne od materije, već unutrašnji oblici njenog postojanja“, pa su stoga neraskidivo povezani sa materijom, neodvojivi od nje. Ova ideja prostora i vremena postoji i u modernoj fizici, ali u periodu dominacije klasične mehanike nije bilo tako - prostor je bio odvojen od materije, nije bio povezan s njom i nije bio njeno vlasništvo. Ovakav položaj prostora u odnosu na materiju proizašao je iz učenja Njutna, napisao je da „apsolutni prostor, po svojoj suštini, bez obzira na sve spoljašnje, uvek ostaje isti i nepomičan. Relativno je njegova mjera ili neki ograničeni pokretni dio, koji našim osjetilima određuje njegov položaj u odnosu na određena tijela i koji se u svakodnevnom životu prihvata kao nepomičan prostor... Mjesto je dio prostora koji zauzima tijelo, a u u odnosu na prostor može biti ili apsolutna ili relativna."

Vrijeme je također izgledalo odvojeno od materije i nije ovisilo o bilo kakvim tekućim pojavama. Njutn je vreme, kao i prostor, podelio na apsolutno i relativno, apsolutno je postojalo objektivno, to „pravo matematičko vreme, samo po sebi i svojoj suštini, bez ikakvog odnosa prema bilo čemu spoljašnjem, teče jednoliko i inače se naziva trajanjem“. Relativno vrijeme bilo je samo prividno, shvaćeno samo kroz čula, subjektivno opažanje vremena.

Prostor i vrijeme smatrani su nezavisnim ne samo od pojava koje se dešavaju u materijalnom svijetu, već i jedna od druge. Ovo je suštinski koncept u ovom konceptu, kao što je ranije pomenuto, prostor i vreme su nezavisni u odnosu na pokretnu materiju i ne zavise jedno od drugog, podložni samo svojim zakonima.

Uz supstancijalni koncept postojao je i razvio se još jedan koncept prostora i vremena - relacioni. Ovog su se koncepta uglavnom držali idealistički filozofi; u materijalizmu je takav koncept bio prije izuzetak nego pravilo. Prema ovom konceptu, prostor i vrijeme nisu nešto nezavisno, već su izvedeni iz fundamentalnije suštine. Koreni relacionog koncepta sežu vekovima unazad do Platona i Aristotela. Prema Platonu, vrijeme je stvorio Bog; kod Aristotela je ovaj koncept dalje razvijen. On se kolebao između materijalizma i idealizma i stoga je prepoznao dva tumačenja vremena. Prema jednom od njih (idealistički), vrijeme je predstavljeno kao rezultat djelovanja duše, drugi materijalista je da je vrijeme predstavljeno kao rezultat objektivnog kretanja, ali glavna stvar u njegovim idejama o vremenu je da je vrijeme bilo nije nezavisna supstanca.

Tokom dominacije u fizici ideja o prostoru i vremenu podataka u Njutnovoj teoriji, relacioni koncept je preovladao u filozofiji. Tako ju je Leibniz, na osnovu svojih ideja o materiji, koje su bile šire od Newtonovih, razvio sasvim u potpunosti. Leibniz je predstavljao materiju kao duhovnu supstancu, ali je bilo dragocjeno što se u definiranju materije nije ograničio samo na njen materijalni oblik, već je uključio i svjetlosne i magnetske pojave kao materiju. Leibniz je odbacio postojanje praznine i rekao da materija postoji svuda. Na osnovu toga, on je odbacio Newtonov koncept prostora kao apsolutnog, te je stoga odbacio ideju da je prostor nešto nezavisno. Prema Leibnizu, bilo bi nemoguće razmatrati prostor i vrijeme izvan stvari, budući da su oni svojstva materije. “Materija, vjerovao je, igra odlučujuću ulogu u prostorno-vremenskoj strukturi. Međutim, ova Leibnizova ideja o vremenu i prostoru nije potvrđena u savremenoj nauci i stoga je nisu prihvatili njegovi suvremenici.

Leibniz nije bio jedini koji se suprotstavljao Newtonu; među materijalistima se može izdvojiti John Toland; on je, kao i Leibniz, odbacio apsolutizaciju prostora i vremena; po njegovom mišljenju, bilo bi nemoguće zamisliti prostor i vrijeme bez materije. Za Tolanda nije postojao apsolutni prostor različit od materije, koja bi bila kontejner materijalnih tela; Ne postoji apsolutno vrijeme, izolirano od materijalnih procesa. Prostor i vrijeme su svojstva materijalnog svijeta.

Odlučan korak ka razvoju materijalističke doktrine o prostoru, zasnovanoj na dubljem razumijevanju svojstava materije, napravio je N. I. Lobačevski 1826. godine. Do ovog vremena, Euklidova geometrija se smatrala istinitom i nepokolebljivom, govorila je da prostor može biti samo pravolinijski. Gotovo svi naučnici su se oslanjali na euklidsku geometriju, jer su njene odredbe savršeno potvrđene u praksi. Njutn nije bio izuzetak u stvaranju svoje mehanike.

Lobačevski je prvi pokušao da dovede u pitanje nepovredivost Euklidovog učenja, „razvio je prvu verziju geometrije krivolinijskog prostora, u kojoj se kroz tačku na ravni može povući više od jedne prave paralelne datoj liniji, zbir uglova trougla je manji od 2d, i tako dalje; Uvodeći postulat o paralelizmu pravih, Lobačevski je dobio interno nekontradiktornu teoriju.”

Geometrija Lobačevskog bila je prva od mnogih sličnih teorija razvijenih kasnije, a primjeri su Riemannova sferna geometrija i Gausova geometrija. Tako je postalo jasno da euklidska geometrija nije apsolutna istina i da pod određenim okolnostima mogu postojati druge geometrije osim euklidske.

„Uspesi prirodnih nauka, koji su doveli do otkrića materije u stanju terena, matematičko znanje, koje je otkrilo neeuklidske geometrije, kao i dostignuća filozofskog materijalizma bili su temelj na kome je dijalektičko-materijalistička doktrina nastali atributi materije. Ova doktrina je apsorbovala čitav korpus akumuliranih prirodnih nauka i filozofskog znanja, zasnovanog na novoj ideji materije.” U dijalektičkom materijalizmu, kategorije prostora i vremena su prepoznate kao odraz vanjskog svijeta, one odražavaju opća svojstva i odnose materijalnih objekata i stoga imaju opći karakter – nijedna materijalna formacija nije zamisliva izvan vremena i prostora.

Sve ove odredbe dijalektičkog materijalizma bile su posljedica analize filozofskog i prirodnonaučnog znanja. Dijalektički materijalizam kombinuje svo pozitivno znanje koje je čovečanstvo akumuliralo tokom svih milenijuma svog postojanja. U filozofiji se pojavila teorija koja je čovjeka približila razumijevanju svijeta oko sebe, koja je dala odgovor na glavno pitanje - šta je materija? U fizici do 1905. takva teorija nije postojala, bilo je mnogo činjenica i nagađanja, ali sve iznesene teorije sadržavale su samo djeliće istine, mnoge nove teorije bile su u suprotnosti jedna s drugom. Ovakvo stanje stvari je postojalo sve dok Ajnštajn nije objavio svoja dela.

Beskrajne lestvice znanja

Stvaranje teorije relativnosti bio je prirodan rezultat obrade fizičkog znanja akumuliranog od strane čovječanstva. Teorija relativnosti postala je sljedeća etapa u razvoju fizičke nauke, inkorporirajući pozitivne aspekte teorija koje su joj prethodile. Dakle, Ajnštajn u svojim delima, poričući apsolutizam Njutnove mehanike, nije u potpunosti odbacio nju, dao joj je pravo mesto u strukturi fizičkog znanja, verujući da su teorijski zaključci mehanike prikladni samo za određeni niz pojava. . Slična je situacija bila i s drugim teorijama na koje se Ajnštajn oslanjao; on je tvrdio kontinuitet fizičkih teorija, rekavši da je „specijalna teorija relativnosti rezultat prilagođavanja osnova fizike Maxwell-Lorentz elektrodinamici. Iz prethodne fizike je pozajmljivala pretpostavku o validnosti euklidske geometrije za zakone prostornog uređenja apsolutno čvrste materije, inercijski sistem i zakon inercije. Specijalna teorija relativnosti prihvata zakon ekvivalencije svih inercijalnih sistema sa stanovišta formulisanja zakona prirode kao važećih za svu fiziku (specijalni princip relativnosti). Iz Maxwell-Lorentz elektrodinamike, ova teorija pozajmljuje zakon konstantnosti brzine svjetlosti u vakuumu (princip konstantnosti brzine svjetlosti).

Istovremeno, Ajnštajn je shvatio da specijalna teorija relativnosti (STR) takođe nije nepokolebljivi monolit fizike. „Može se samo zaključiti“, pisao je Ajnštajn, „da specijalna teorija relativnosti ne može zahtevati neograničenu primenljivost; njegovi rezultati su primjenjivi samo sve dok se utjecaj gravitacionog polja na fizičke pojave (na primjer, svjetlost) može zanemariti.” STR je bila samo još jedna aproksimacija fizičke teorije, koja je djelovala unutar određenog okvira, a to je bilo gravitacijsko polje. Logičan razvoj specijalne teorije bila je opšta teorija relativnosti; ona je razbila „gravitacione okove“ i postala iznad specijalne teorije. Međutim, opšta teorija relativnosti nije opovrgla specijalnu teoriju, kako su Ajnštajnovi protivnici pokušavali da zamisle; on je ovom prilikom u svojim radovima napisao: „Za beskonačno malu oblast, koordinate se uvek mogu izabrati na način da gravitaciono polje biće odsutan u njemu. Tada možemo pretpostaviti da u takvom infinitezimalnom području vrijedi specijalna teorija relativnosti. Dakle, opća teorija relativnosti je povezana sa specijalnom teorijom relativnosti, a rezultati ove druge se prenose na prvu.”

Teorija relativnosti omogućila je da se napravi ogroman korak naprijed u opisivanju svijeta oko nas, ujedinjujući prethodno odvojene koncepte materije, kretanja, prostora i vremena. Dala je odgovore na mnoga pitanja koja su stoljećima ostala neriješena, dala niz predviđanja koja su se kasnije potvrdila, jedno od takvih predviđanja je bila i Ajnštajnova pretpostavka o zakrivljenosti putanje svetlosnog snopa u blizini Sunca. Ali istovremeno su se pojavili novi problemi za naučnike. Šta se krije iza fenomena singularnosti, šta se dešava sa džinovskim zvezdama kada “umru”, šta je zapravo gravitacioni kolaps, kako je nastao svemir – ova i mnoga druga pitanja biće moguće rešiti samo penjanjem još jednom uz stepenice. beskrajno znanje o ljestvici.

Orlov V.V. Osnove filozofije (prvi dio)

Newton I. Matematički principi prirodne filozofije.

D. P. Gribanov Filozofske osnove teorije relativnosti M. 1982, str.

V.V. Orlov Osnove filozofije, prvi dio, str. 173

Gribanov D.P. Filozofski temelji teorije relativnosti. M. 1982, str.147

Einstein A. Zbirka naučni radovi, M., 1967, tom 2, str. 122

Einstein A. Zbornik naučnih radova, M., 1967, tom 1, str. 568

Einstein A. Zbornik naučnih radova, M., 1967, tom 1, str. 423

UVOD 3
1. MATERIJA, PROSTOR, VRIJEME 4
2. RAZLOZI NASTANKA TEORIJA RELATIVNOSTI
EINSTEIN 9
3. A. EINSTEINOVA TEORIJA RELATIVNOSTI 13
ZAKLJUČAK 19
LITERATURA 20

UVOD

Dostignuća moderna nauka ukazuju na preferenciju relacionog pristupa razumijevanju prostora i vremena. S tim u vezi, prije svega, potrebno je istaći dostignuća fizike 20. vijeka. Stvaranje teorije relativnosti bio je značajan korak u razumijevanju prirode prostora i vremena, što nam omogućava da produbimo, razjasnimo i konkretizujemo filozofske ideje o prostoru i vremenu.
Albert Ajnštajn, teorijski fizičar, jedan od osnivača moderne fizike, rođen je u Nemačkoj, živeo u Švajcarskoj od 1893, u Nemačkoj od 1914, emigrirao u SAD 1933. Njegovo stvaranje teorije relativnosti postalo je najfundamentalnije otkriće 20. veka, koje je imalo ogroman uticaj na celokupnu sliku sveta,
Prema modernim istraživačima, teorija relativnosti je eliminirala univerzalno vrijeme i ostavila samo lokalno vrijeme, koje je određeno intenzitetom gravitacijskih polja i brzinom kretanja materijalnih objekata. Ajnštajn je formulisao fundamentalno nove i metodološki važne odredbe koje su pomogle da se bolje razumeju karakteristike prostora i vremena u različitim sferama objektivne stvarnosti.

1. MATERIJA, PROSTOR, VRIJEME

Ako kažemo da materija znači vanjski svijet koji postoji nezavisno od naše svijesti, onda će se mnogi složiti s ovim pristupom. Takođe je u korelaciji sa idejama na nivou zdravog razuma. I za razliku od nekih filozofa, koji su smatrali da je neozbiljno rasuđivati na nivou svakodnevnog mišljenja, materijalisti prihvataju ovaj „prirodni stav“ kao osnovu svojih teorijskih konstrukcija.
Ali, slažući se s takvim preliminarnim shvaćanjem materije, uzimajući je zdravo za gotovo, ljudi ne doživljavaju osjećaj iznenađenja i divljenja zbog njenog dubokog smisla, bogatstva metodoloških mogućnosti koje se otvaraju u njegovom sadržaju. Kratka istorijska analiza dosadašnjih koncepata materije i razumijevanje suštine ove kategorije pomoći će nam da ocijenimo njen značaj.
Ograničenja materijalizma 18. stoljeća. u shvatanju materije se prvenstveno izražavalo u apsolutizaciji dostignutih naučnih saznanja, pokušajima da se materija „obdari“ fizičkim karakteristikama. Tako se u radovima P. Holbacha, uz najopćenitije poimanje materije kao svijeta koji se percipira putem osjetila, kaže da materija ima takva apsolutna svojstva kao što su masa, inercija, neprobojnost i sposobnost da ima lik.
To znači da je glavni princip materijalnosti bio materijalnost, fizičkost objekata koji okružuju osobu. Međutim, ovakvim pristupom, izvan granica materijalnosti bile su takve fizičke pojave kao što su elektricitet i magnetno polje, koje očito nisu imale sposobnost da imaju figuru.
Postojalo je i shvatanje materije kao supstance, što je posebno karakteristično za filozofiju B. Spinoze. "Supstanca nije svijet, okružuju osobu, već nešto iza ovog svijeta, što određuje njegovo postojanje." Supstanca ima atribute kao što su ekstenzija i misao. Istovremeno, ostalo je nejasno kako je jedna, vječna, nepromjenjiva supstanca povezana sa svijetom stvari koje se mijenjaju. To je dovelo do ironičnih metafora, uspoređujući supstancu s vješalicom na kojoj su okačena razna svojstva, ostavljajući je nepromijenjenom.
Ograničenja razumevanja materije u obe njene varijante jasno su otkrivena u 19. veku. Obično je glavni razlog koji je zahtijevao prijelaz na novo razumijevanje materije kao filozofske kategorije kriza metodoloških osnova fizike na prijelaz iz 19. stoljeća i 20. vijeka
Kao što je poznato, najznačajnije dostignuće filozofije marksizma bilo je otkriće materijalističkog shvatanja istorije. Društvena egzistencija, prema ovoj teoriji, određuje društvenu svijest. kako god ekonomskih odnosa samo u konačnici određuju funkcioniranje i razvoj društva; društvena svijest i ideologija su relativno nezavisne i utiču na društveni razvoj. Po tome se marksistička teorija razlikuje od „ekonomskog determinizma“.
U marksističkoj teoriji čini se da su granice materijalnosti proširene, što uključuje ne samo same objekte sa njihovom materijalnošću i fizičkošću, već i svojstva i odnose (ne samo vatru, već i svojstvo topline, ne samo samih ljudi, već i njihovi proizvodni odnosi, itd.) d.). To je upravo doprinos marksizma razumijevanju materije, koji još nije dovoljno proučen.
Razumijevanje materije kao objektivne stvarnosti koja postoji nezavisno od čovjeka i nije identična ukupnosti njegovih senzacija doprinijelo je prevazilaženju kontemplativnosti prethodne filozofije. To je uzrokovano analizom uloge prakse u procesu spoznaje, koja nam omogućava da identifikujemo nove objekte i njihova svojstva, uključena u ovoj fazi povijesnog razvoja u objektivnu stvarnost.
Posebnost ovakvog razumijevanja materije je u tome što se kao materijalni ne prepoznaju samo tjelesni objekti, već i svojstva i odnosi tih objekata. Trošak je materijalan jer predstavlja količinu društveno neophodnog rada utrošenog na proizvodnju proizvoda. Prepoznavanje materijalnosti proizvodnih odnosa poslužilo je kao osnova za materijalističko razumevanje istorije i proučavanje objektivnih zakonitosti funkcionisanja i razvoja društva.
Može se pokušati pronaći određene granice za primjenu takvih kategorija kao što su “biće” i “materija”. Prvo, biće je šira kategorija, jer ne pokriva samo objektivnu, već i subjektivnu stvarnost. Drugo, biće i materija se mogu koristiti za razlikovanje onoga što postoji i onoga što postoji (pojavljuje se). Tada se postojeće može predstaviti kao objektivna stvarnost, koju osoba ostvaruje u procesu svoje aktivnosti.
U savremenoj metodologiji naučnog saznanja, koncepti kao što su „fizička stvarnost”, „biološka stvarnost”, „društvena stvarnost” zauzimaju značajno mesto. Riječ je o objektivnoj stvarnosti, koja čovjeku postaje dostupna u određenoj sferi njegove djelatnosti i na određenom stupnju istorijskog razvoja.
Filozofsko razumijevanje svijeta obično počinje razlikovanjem između materijalnog i idealnog. Ali za potpuniji opis objekata koji se proučavaju, potrebne su druge kategorije. Među njima značajno mjesto zauzimaju kategorije „kretanje“ i „odmor“.
Marksistička filozofija, oslanjajući se na najbolje tradicije prethodnih mislilaca, priznaje da je cijeli svijet u stanju neprekidnog kretanja, koje je svojstveno materijalnim objektima i ne zahtijeva intervenciju božanskih sila ili prvi impuls za svoje postojanje. Pokret se shvaća kao filozofska kategorija koja označava svaku promjenu, od jednostavnog pokreta do mišljenja. Svijet nije skup gotovih stvari, već skup procesa.
Osnova društvenog oblika kretanja je svrhovito djelovanje ljudi, a prije svega, prema Marxu, „metod proizvodnje materijalnih dobara“. Čovek deluje kao objekat i subjekt istorije. Na kraju krajeva, istorija je aktivnost ljudi koja ostvaruju svoje interese.
Prostor i vrijeme kao nezavisne kategorije već se pojavljuju u filozofiji Drevnog istoka, gdje se razmatraju zajedno sa principima kao što su vatra, voda, zemlja (Sankhya). Aristotelovih devet glavnih kategorija su vrijeme, mjesto i pozicija. U filozofiji antičke Grčke počinju da se oblikuju osnovni koncepti prostora i vremena: supstancijalni i relacioni. Prvi posmatra prostor i vreme kao nezavisne entitete, principe sveta; drugi - kao način postojanja materijalnih objekata. Ovo shvatanje prostora i vremena nalazi svoj najživlji izraz u filozofiji Aristotela i Lukrecija Kara.
U modernoj filozofiji, osnova supstancijalnog koncepta bile su odredbe I. Newtona o apsolutnom prostoru i vremenu. On je tvrdio da apsolutni prostor u svojoj suštini, bez obzira na sve spoljašnje, uvek ostaje isti i nepomičan. Apsolutno vrijeme se smatralo čistim trajanjem. Osnova za takve tvrdnje bilo je iskustvo klasične fizike i matematičkih istraživanja (posebno Euklidove geometrije).

2. RAZLOZI NASTANKA EINSTEINOVE TEORIJE RELATIVNOSTI

Kako je nastala Ajnštajnova privatna (specijalna) teorija relativnosti, koja je suzila proučavanje globalnog fenomena na ograničenu, delimičnu relativnost, na relativnost nekih osnovnih koncepata, na poseban princip relativnosti? Zašto je uopće nastala i pala na plodno tlo percepcije javnosti?
Nemoguće je ne uočiti objektivne razloge za pojavu radova o teoriji relativnosti. Nastaju zbog „zagrijanog, revolucionarnog” političkog stanja društva i spontano, dinamično razvijajuće prirodne nauke druge polovine 19. - početka 20. stoljeća. U to vrijeme nauka je u mnogim svojim sferama sistematski odbacivala, jedan za drugim, mnoge stereotipe - tada opšteprihvaćene standarde ideja, što je ostavilo traga na metodološkom nihilizmu teorije relativnosti u cjelini.
U velikoj mjeri, na pojavu teorije relativnosti utjecala je sada autoritativna filozofija Imanuela Kanta, doktrina beskonačnosti, koja je do tada konačno priznata, kao i neki matematički radovi, na primjer, neeuklidska geometrija Lobačevski (1792-1856) i Riman (1826-1866), ideje o vremenu Minkovskog i Poinkarea. Gore navedene razloge i, kao posljedicu, nove teorije Ajnštajnove relativnosti ujedinjuje opći nedostatak metodologije spoznaje; ujedinjuje ih činjenica da nisu kontradiktorne, već jedinstveno tumače (ili uopće ne tumače) osnovne koncepte koji sistematski formiraju svoje teorije i ne primenjuju opšte naučne principe spoznaje. Zašto su se usudili na ovo? Zato što ovi koncepti i principi, zbog prirodne nezrelosti nauke, metodološki nisu definisali njihovi prethodnici. A korištenje tehnologija za „obradu koncepata znanja“ koje su se u to vrijeme brzo razvijale (metode logike, matematike, fizike itd.) omogućilo je da se na izlazu dobiju vrlo originalni konačni zaključci.
Drevni grčki naučnik Ptolomej, a potom Immanuel Kant, postulirali su zavisnost stvarnosti od samog znanja. Predmet, prema Kantu, postoji kao takav samo u oblicima aktivnosti subjekta. Do sada, metodologija znanja primjenjuje princip Kanta i Ptolomeja: „Ono što vidim je suština“. Pada mi na pamet parabola o četiri slijepa mudraca koji su osjetili slona. Štaviše, svaki je osetio slona posebno na određenim mestima: jedan samo nogu, drugi samo stomak, treći surlu, četvrti rep. A onda su se u neslogi prepirali o "istinitosti" i "istinitosti" slonove pojave koju su znali. Naime, u pristupu znanju Kanta i Ptolomeja: „Ono što ja vidim je suština“, implementira se upravo taj subjektivni pristup znanju i odbacuje se mogućnost objektivnog znanja u poređenju sa opšteprihvaćenim standardima - principima znanja.
Koncept beskonačnosti još nije definisan u opštem naučnom konceptu. Ovo je nerelativan koncept koji nije u principu spoznatljiv po veličini i nema standard, a samim tim i relativnu komparativnu veličinu.
Iz tog razloga, Minkowski je definisao sopstvenu viziju koncepta „vremena“. Kada je konstruirao svoje “metričke prostore”, uveo je koncept sinonim za pojam vremena – “ravan procesa manifestiranja svijeta”, koji “teče” brzinom svjetlosti iz bilo kojeg proizvoljno odabranog “porekla koordinata”. Osnovni koncept vremena bio je „prilagođen” postojećem geometrijskom tehničkom procesu spoznaje. A savremeni naučnici sada intenzivno traže načine i sredstva putovanja u prostor-vreme.
Simbioza teorija Minkowskog i Riemanna dovela je do četverodimenzionalne apstraktne interpretacije prostor-vremena, koja ima vrlo ograničenu praktičnu primjenu. Na primjer, ne može se koristiti za modeliranje stvarnih fizičkih, promjenjivih objekata prirode, kao funkcije njihovih promjenjivih svojstava (parametara).
Prostor-vrijeme je interpretacija prostora događaja ispražnjenog od dimenzija, koji ima samo svojstva: prostorne koordinate mjesta dešavanja i trenutke u vremenu nastanka događaja. Svojstva prostora i vremena su nesrazmjerna jedno drugom, jer od promjene jednog, drugo ne mijenja uzročno-posledično, ne zavisi. Rezultat je prostor događaja lišen fizičke suštine – prirode (dimenzije).
Ajnštajn je smatrao da je princip relativnosti koji je formulisao, a koji navodno nije u suprotnosti sa Galilejevim principom relativnosti, osnovom posebne teorije relativnosti. Odsustvo metodološki oblikovanih koncepata „vremena“ i „istovremenosti“ u Ajnštajnovom naučnom arsenalu, uzimajući u obzir usvajanje postulata globalne konstantnosti brzine svetlosti, omogućilo je Ajnštajnu da u specijalnoj teoriji relativnosti „postigne“ simultanost događaja u različitim tačkama u prostoru korišćenjem signala koji se šalju sa jednog izvora na dva objekta svetlosnim signalima koji sinhronizuju satove ovih objekata, formirajući istu vremensku skalu.
Prema Einsteinu, formiranjem vremena na satovima ovih objekata, a zatim dajući objektima različite brzine, on, koristeći Lorentzovu transformaciju, matematički striktno potkrepljuje da vrijeme različito teče u objektima koji se kreću različitim brzinama. Što je samo po sebi ne samo matematički već i fizički očigledno. Satovi u slučaju takve metode poznavanja "vremena", sa takvom sinhronizacijom, će raditi drugačije, jer vremenska skala prestaje da bude jedinstvena referenca za oba sata koja "beže" drugačije od svetlosnih sinhronizacionih impulsa vremenskih skala. objekata. A ako su standardi skale različiti, onda će omjer bilo kojeg trajanja bilo kojeg procesa u postrojenju prema različitim standardima trajanja biti drugačiji. Sistemi znanja o vremenu nisu inercijski. Ako "pobjegnete" od sinhronizacijskih impulsa koji "lete" brzinom svjetlosti, tada će takav sat na objektu potpuno prestati. Ajnštajn je otišao mnogo dalje u svojim generalizacijama i zaključcima. On “dramatično revolucionarno” tvrdi da će se dužine objekata mijenjati i da će se biološki procesi (na primjer, starenje u “paradoksu blizanaca”) odvijati drugačije u objektima (blizancima) koji se kreću relativno jedan prema drugom i u odnosu na izvor svjetlosti na različitim mjestima. brzine. Zapravo, Einstein je, takoreći, „teorijski potkrijepio“ princip spoznaje: „Veličina svojstava spoznajnog objekta (na primjer, svojstva koja karakteriziraju starenje, ili trajanje procesa na objektu, ili njegovu dužinu) uzročno zavisi od „lenjira“, od načina na koji se ta vrednost meri (biće poznato)“.
3. A. EINSTEINOVA TEORIJA RELATIVNOSTI
Najosnovnije otkriće 20. stoljeća, koje je imalo ogroman utjecaj na cjelokupnu sliku svijeta, bilo je stvaranje teorije relativnosti.
Godine 1905. mladi i nepoznati teorijski fizičar Albert Einstein (1879-1955) objavio je članak u posebnom časopisu za fiziku pod diskretnim naslovom “O elektrodinamici tijela koja se kreću”. Ovaj članak je izložio takozvanu specijalnu teoriju relativnosti.
U suštini, ovo je bio novi koncept prostora i vremena, i u skladu s tim je razvijena nova mehanika. Stara, klasična fizika bila je prilično konzistentna s praksom koja se bavila makrotijelima koja se kreću ne baš velikim brzinama. I samo su proučavanje elektromagnetnih valova, polja i drugih vrsta materije koje su s njima povezane, nametnulo novi pogled na zakone klasične mehanike.
Michelsonovi eksperimenti i Lorentzovi teorijski radovi poslužili su kao osnova za novu viziju svijeta fizičkih pojava. To se prije svega tiče prostora i vremena, temeljnih pojmova koji određuju konstrukciju cjelokupne slike svijeta. Einstein je pokazao da apstrakcije apsolutnog prostora i apsolutnog vremena koje je uveo Newton treba napustiti i zamijeniti drugima. Prije svega, treba napomenuti da će se karakteristike prostora i vremena drugačije pojavljivati u sistemima koji su stacionarni i koji se međusobno kreću.
Dakle, ako izmjerite raketu na Zemlji i ustanovite da je njena dužina, na primjer, 40 metara, a zatim sa Zemlje odredite veličinu iste rakete, ali koja se kreće velikom brzinom u odnosu na Zemlju, ispada da je rezultat bit će manje od 40 metara. A ako izmjerite vrijeme koje teče na Zemlji i na raketi, ispostavit će se da će očitanja sata biti drugačija. Na raketi koja se kreće velikom brzinom, vrijeme će u odnosu na zemaljsko teći sporije, a što je sporije što je brzina rakete veća, ona se približava brzini svjetlosti. To podrazumijeva određene odnose koji su, sa naše uobičajene praktične tačke gledišta, paradoksalni.
Ovo je takozvani paradoks blizanaca. Zamislimo braću blizance, od kojih jedan postaje astronaut i odlazi na dugo svemirsko putovanje, drugi ostaje na Zemlji. Vrijeme prolazi. Svemirski brod se vraća. I između braće se vodi nešto poput ovog razgovora: „Zdravo“, kaže onaj koji je ostao na Zemlji, „drago mi je što te vidim, ali zašto se nisi skoro nimalo promenio, zašto si tako mlad, jer Prošlo je trideset godina od trenutka kada si odleteo.” "Zdravo", odgovara astronaut, "i drago mi je što te vidim, ali zašto si tako star, ja letim tek pet godina." Dakle, prema zemaljskom satu prošlo je trideset godina, a prema satovima astronauta samo pet. To znači da vrijeme ne teče isto kroz Univerzum; njegove promjene zavise od interakcije pokretnih sistema. Ovo je jedan od glavnih zaključaka teorije relativnosti.
Ovo je potpuno neočekivan zaključak za zdrav razum. Ispostavilo se da bi raketa koja je imala određenu fiksnu dužinu na startu trebala postati kraća kada se kreće brzinom bliskom brzini svjetlosti. Istovremeno, u istoj raketi bi se usporio sat, puls kosmonauta, moždani ritmovi i metabolizam u ćelijama njegovog tela, odnosno vreme u takvoj raketi teklo bi sporije od vremena posmatrač koji je ostao na mestu lansiranja. To je, naravno, u suprotnosti s našim svakodnevnim idejama, koje su nastale u iskustvu relativno malih brzina i stoga su nedovoljne za razumijevanje procesa koji se odvijaju pri brzinama skorom svjetlosti.
Teorija relativnosti je otkrila još jedan značajan aspekt prostorno-vremenskih odnosa materijalnog svijeta. Otkrila je duboku vezu između prostora i vremena, pokazujući da u prirodi postoji jedinstven prostor-vrijeme, a odvojeno prostor i vrijeme djeluju kao njegove jedinstvene projekcije, u koje se dijeli na različite načine ovisno o prirodi kretanja tijela. .
Apstraktna sposobnost ljudskog mišljenja razdvaja prostor i vrijeme, postavljajući ih odvojeno jedno od drugog. Ali za opisivanje i razumijevanje svijeta neophodna je njihova kompatibilnost, što je lako utvrditi analizom čak i situacija iz svakodnevnog života. Zapravo, za opisivanje događaja nije dovoljno odrediti samo mjesto gdje se dogodio, važno je i naznačiti vrijeme kada se dogodio.
Prije stvaranja teorije relativnosti vjerovalo se da je objektivnost prostorno-vremenskog opisa zagarantovana samo kada se pri prelasku iz jednog referentnog sistema u drugi očuvaju odvojeni prostorni i odvojeni vremenski intervali. Teorija relativnosti je generalizovala ovu poziciju. U zavisnosti od prirode kretanja referentnih sistema jedan u odnosu na drugi, dolazi do različitih cepanja jednog prostor-vremena u zasebne prostorne i odvojene vremenske intervale, ali se dešavaju na način da promena jednog, takoreći, kompenzuje za promjenu u drugom. Ako se, na primjer, prostorni interval smanjio, onda se vremenski interval povećao za isti iznos, i obrnuto.
Ispada da se cijepanje na prostor i vrijeme, koje se različito događa pri različitim brzinama kretanja, vrši na način da se prostorno-vremenski interval, odnosno zajednički prostor-vrijeme (razdaljina između dvije obližnje točke prostor i vrijeme), uvijek je sačuvan, ili, da tako kažem naučni jezik, ostaje nepromjenjiv. Objektivnost prostorno-vremenskog događaja ne zavisi od toga iz kojeg referentnog okvira i kojom brzinom ga posmatrač karakteriše dok se kreće. Prostorna i vremenska svojstva objekata odvojeno pokazuju se promjenjivim kada se brzina kretanja objekata mijenja, ali prostorno-vremenski intervali ostaju nepromjenjivi. Tako je specijalna teorija relativnosti otkrila unutrašnju vezu između prostora i vremena kao oblika postojanja materije. S druge strane, kako sama promjena prostornih i vremenskih intervala ovisi o prirodi kretanja tijela, pokazalo se da su prostor i vrijeme određeni stanjima pokretne materije. Oni su takvi kao što je pokretna materija.
Dakle, filozofski zaključci iz specijalne teorije relativnosti svjedoče u prilog relacijskog razmatranja prostora i vremena: iako su prostor i vrijeme objektivni, njihova svojstva zavise od prirode kretanja materije i povezana su sa pokretnom materijom.
Ideje specijalne teorije relativnosti dalje su razvijene i precizirane u opštoj teoriji relativnosti, koju je stvorio Ajnštajn 1916. godine. U ovoj teoriji je pokazano da je geometrija prostor-vremena određena prirodom gravitacionog polja, koje je, pak, određeno relativnim položajem gravitirajućih masa. U blizini velikih gravitirajućih masa dolazi do zakrivljenosti prostora (njegovo odstupanje od euklidske metrike) i vrijeme se usporava. Ako specificiramo geometriju prostor-vremena, tada je priroda gravitacionog polja automatski data, i obrnuto: ako je data određena priroda gravitacionog polja, lokacija gravitirajućih masa jedna u odnosu na drugu, tada je priroda prostor-vreme se automatski daje. Ovdje su prostor, vrijeme, materija i kretanje organski stopljeni jedno s drugim.
Posebnost teorije relativnosti koju je stvorio Ajnštajn je da proučava kretanje objekata brzinama koje se približavaju brzini svetlosti (300.000 km u sekundi).
Specijalna teorija relativnosti kaže da kako se brzina objekta približava brzini svjetlosti, „vremenski intervali se usporavaju, a dužina objekta skraćuje“.
Opća teorija relativnosti kaže da se u blizini jakih gravitacijskih polja vrijeme usporava, a prostor savija. U jakom gravitacionom polju, najkraća udaljenost između tačaka više neće biti prava linija, već geofizička kriva koja odgovara zakrivljenosti linija gravitacionog polja. U takvom prostoru, zbir uglova trougla će biti veći ili manji od 180°, što je opisano neeuklidskim geometrijama N. Lobačevskog i B. Rimana. Savijanje svetlosnog snopa u gravitacionom polju Sunca testirali su engleski naučnici još 1919. godine tokom pomračenja Sunca.
Ako je u specijalnoj teoriji relativnosti veza između prostora i vremena sa materijalnim faktorima bila izražena samo u zavisnosti od njihovog kretanja uz apstrahovanje od uticaja gravitacije, onda u opštoj teoriji relativnosti njihovo određivanje strukturom i prirodom materijalnih objekata (materije i elektromagnetno polje). Ispostavilo se da gravitacija utiče na elektromagnetno zračenje. U gravitaciji je pronađena povezujuća nit između kosmičkih objekata, osnova reda u Kosmosu, napravljena opšti zaključak o strukturi svijeta kao sferne formacije.
Ajnštajnova teorija se ne može posmatrati kao pobijanje Njutnove teorije. Između njih postoji kontinuitet. Principi klasične mehanike zadržavaju svoj značaj u relativističkoj mehanici u granicama malih brzina. Stoga neki istraživači (na primjer, Louis de Broglie) tvrde da se teorija relativnosti u određenom smislu može smatrati krunom klasične fizike.

ZAKLJUČAK

Specijalna teorija relativnosti, čiju je konstrukciju završio A. Ajnštajn 1905. godine, dokazala je da se u stvarnom fizičkom svetu prostorni i vremenski intervali menjaju pri prelasku iz jednog referentnog sistema u drugi.
Referentni sistem u fizici je slika prave fizičke laboratorije, opremljene satom i lenjirima, odnosno instrumentima kojima se mogu meriti prostorne i vremenske karakteristike tela. Stara fizika je vjerovala da ako se referentni okviri kreću ravnomjerno i pravolinijski jedan u odnosu na drugi (takvo kretanje se naziva inercijalno), onda se prostorni intervali (udaljenost između dvije obližnje tačke) i vremenski intervali (trajanje između dva događaja) ne mijenjaju.
Teorija relativnosti je opovrgla ove ideje, odnosno pokazala je njihovu ograničenu primjenjivost. Ispostavilo se da samo kada su brzine kretanja male u odnosu na brzinu svjetlosti, možemo približno pretpostaviti da veličine tijela i protok vremena ostaju isti, ali kada je riječ o kretanjima sa brzinama blizu brzine svjetlosti, tada postaje primjetna promjena prostornih i vremenskih intervala. Sa povećanjem relativne brzine kretanja referentnog sistema, prostorni intervali se smanjuju, a vremenski intervali rastežu.

BIBLIOGRAFIJA

1. Aleksejev P.V., Panin A.V. Filozofija: Udžbenik. – 3. izd., prerađeno. i dodatne – M.: TK Welby, Izdavačka kuća Prospekt, 2003. - 608 str.
2. Asmus V.F. Antička filozofija. 3rd ed. M., 2001.
3. Golbach P. Sistem prirode // Izabrana djela: u 2 toma T. 1. - M., 1983. - P. 59-67.
4. Grünbaum A. Filozofski problemi prostora i vremena. M., 1998.
5. Cassirerova E. Einsteinova teorija relativnosti. Per. s njim. Ed. Drugo, 2008. 144 str.
6. Kuznjecov V.G., Kuznjecova I.D., Mironov V.V., Momdzhyan K.Kh. Filozofija: Udžbenik. - M.: INFRA-M, 2004. - 519 str.
7. Marx K., Engels F. Sabrana djela. T. 19. - Str. 377.
8. Motroshilova N.V. Rođenje i razvoj filozofskih ideja: Istorijski i filozofski eseji i portreti. M., 1991.
9. Spinoza B. Kratka rasprava o Bogu, čovjeku i njegovoj sreći // Izabrana djela: u 2 toma. T. 1. - M., 1987. - P. 82 - 83.
10. Filozofija: Udžbenik / Ed. prof. V.N. Lavrinenko. - 2. izd., rev. i dodatne - M.: Advokat. 2004
11. Filozofija: Udžbenik / Ed. prof. O.A. Mitrošenkova. - M.: Gardariki, 2002. - 655 str.
12. Einstein A. Fizika i stvarnost: Zbirka. naučnim tr. T. 4. – M., 1967.

fizička teorija, čije je glavno značenje tvrdnja: u fizičkom svijetu sve se događa zbog strukture prostora i promjena u njegovoj zakrivljenosti. Postoje specijalne i opšte teorije relativnosti.

Konkretna teorija koju je formulisao A. Ajnštajn 1905. zasniva se na dva postulata: 1. Svi zakoni fizike imaju isti oblik u svim inercijskim sistemima izveštavanja. 2. U svim fizičkim sistemima, brzina svjetlosti je konstantna.

Razvijajući ovu teoriju, G. K4inkovsky je 1918. godine pokazao da svojstva našeg Univerzuma treba da budu opisana vektorom u četvorodimenzionalnom prostor-vremenu. Godine 1916. Ajnštajn je napravio sledeći korak i objavio opštu teoriju relativnosti (GR) – u suštini teoriju gravitacije. Uzrok gravitacije, prema ovoj teoriji, je zakrivljenost prostora u blizini masivnih tijela. Tenzorska analiza i opšta Rimanova geometrija se koriste kao matematički aparat u opštoj relativnosti.

Iz teorije relativnosti slijedi niz važnih posljedica. Prvo, zakon ekvivalencije mase i energije. Drugo, odbacivanje hipoteza o svjetskom etru i apsolutnom prostoru i vremenu. Treće, ekvivalencija gravitacione i inercijalne mase. Teorija relativnosti pronašla je brojne eksperimentalne potvrde i koristi se u kosmologiji, fizici čestica, nuklearnom inženjerstvu itd.

Odlična definicija

Nepotpuna definicija ↓

specijalista. (STR) i opštu (GTR) teoriju relativnosti razvio je A. Einstein 1905. i 1916. godine. Opšta teorija relativnosti zasniva se na dva postulata (principa): 1) Ajnštajnov princip relativnosti (svi fizički procesi u inercijalnim sistemima teku potpuno isto); 2) Princip konstantnosti brzine svetlosti (brzina svetlosti u svim inercijalnim sistemima je ista u svim pravcima i ne zavisi od kretanja izvora i prijemnika svetlosti. Brzina svetlosti u vakuumu je maksimalna brzina koja postoji u prirodi). Iz ovih postulata proizilazi niz posljedica: masa tijela raste sa brzinom njegovog kretanja; vrijeme različito teče u različitim sistemima; vrijeme i prostor su međusobno povezani i čine četverodimenzionalni svijet (njegova svojstva ne zavise od materije), masa i energija su povezani formulom E = mc2, novom formulom za sabiranje brzina (umjesto Galilejeve formule) itd. Opšta teorija relativnosti, princip relativnosti je proširen na sve sisteme. To je uslijedilo iz ekvivalencije inercijalnih i gravitacijskih masa, a GTR je postao opća teorija gravitacije. Princip konstantnosti brzine svjetlosti bio je ograničen na područja gdje se gravitacijske sile mogu zanemariti. Iz GTR-a slijedi niz zaključaka: 1) Svojstva prostor-vremena zavise od kretanja materije. Materijalna tijela savijaju prostor-vrijeme, stvarajući tako gravitacijska polja. 2) Zrak svjetlosti, koji ima inercijsku, a time i gravitacijsku masu, mora se savijati u gravitacionom polju. 3) Frekvencija svjetlosti se mora mijenjati kao rezultat gravitacionog polja. STO i OTO zajedno sa kvantna mehanika leže u osnovi modernog fizike. F.M.Dyagilev

Odlična definicija

Nepotpuna definicija ↓

fizičke teorije, u čijem razvoju je potrebno razlikovati 3 faze. 1) Princip relativnosti klasične mehanike (Galileo, Newton) glasi: u svim ravnomjerno i pravolinijskim sistemima, mehanički procesi se odvijaju na potpuno isti način kao i u onima u mirovanju. Shodno tome, pravolinijsko ravnomerno kretanje odgovarajućeg sistema ne može se odrediti ili uspostaviti bez pomoći tela koja se nalaze izvan sistema. Tako, na primjer, ako bacite lopticu okomito prema gore u ravnom i ravnomjerno pokretnom željezničkom vagonu, ona će opet pasti okomito, baš kao da vagon stoji. Naprotiv, posmatraču koji stoji na željezničkom nasipu, putanja se pojavljuje kao parabola. Na osnovu oblika parabole posmatranog spolja i snimljenog (fotografisanog), moguće je odrediti brzinu voza u odnosu na lokaciju posmatrača. Slična je situacija i sa kretanjem nebeskih tijela u Univerzumu. Pokušaji (Fizeau 1849., Michelson 1881., V. Wien i drugi) korištenjem elektromagnetnih (optičkih) sredstava da se stvori apsolutni sistem odnosa u svjetskom prostoru (nešto slično mirujućem "etru" kao apsolutnom, nepomičnom prostoru - Newton) završio neuspešno. 2) U Ajnštajnovoj specijalnoj teoriji relativnosti (1905) stvoren je novi koncept vremena za fiziku. Vrijeme se više ne određuje kroz rotaciju Zemlje, već kroz širenje svjetlosti (300.000 km/s). Ovo vrijeme je toliko blisko povezano s prostornim dimenzijama da zajedno čine prostor, koji ima četiri dimenzije. Postavši koordinata, vrijeme gubi svoj apsolutni karakter i postaje samo “relativna” vrijednost u sistemu veza. Pronađen je koncept prostornog vremena koji odgovara svim fizičkim činjenicama. 3) Opšta teorija relativnosti (Einstein, 1916) utvrđuje da su gravitacija i ubrzanje ekvivalentne, da je u skladu sa svijetom Minkowskog (1908) trodimenzionalni koordinatni sistem klasične fizike dopunjen vremenom kao četvrtom koordinatom ( vidi Kontinuum). Proširuje posmatranje, uključujući razmatranje ravnomerno ubrzanih i rotirajućih sistema, što zahteva složen matematički aparat; geometrija neophodna za ovo se prvo utvrđuje zahvaljujući ovoj fizičkoj teoriji relativnosti (vidi Metageometrija). Teorija relativnosti rješava probleme koji nastaju posmatranjem širenja elektromagnetnih i optičkih pojava, posebno širenja svjetlosti u pokretnim sistemima. Rezultati opservacija interpretirani pomoću teorije relativnosti odstupaju od rezultata posmatranja klasične mehanike i elektrodinamike samo kada su u pitanju velike brzine i ogromne udaljenosti.

Odlična definicija

Nepotpuna definicija ↓

fizička teorija prostora i vremena, koju je formulisao Ajnštajn 1905. (specijalna teorija) i 1916. (opšta teorija). Dolazi iz tzv. klasični princip relativnosti Galileo - Newton, prema kojem se mehanički procesi odvijaju jednoliko u inercijalnim referentnim sistemima, krećući se jedan u odnosu na drugi pravolinijski i ravnomjerno. Razvoj optike i elektrodinamike doveo je do zaključka da je ovaj princip primenljiv na širenje svetlosti, odnosno elektromagnetnih talasa (nezavisnost brzine svetlosti od kretanja sistema) i do napuštanja koncepta apsolutnog vremena, tj. apsolutna simultanost i apsolutni prostor. Prema specijalnoj teoriji, protok vremena zavisi od kretanja sistema, a vremenski intervali (i prostorne skale) se menjaju tako da je brzina svetlosti konstantna u bilo kom referentnom sistemu i ne menja se u zavisnosti od njegovog kretanja. Iz ovih premisa izveden je veliki broj fizičkih zaključaka, koji se obično nazivaju „relativističkim“, odnosno zasnovanim na O. t. Među njima je poseban značaj dobio zakon odnosa mase i energije, prema kojem je masa tijela je proporcionalna njegovoj energiji i koja se široko koristi u moderno doba. nuklearna fizika. Razvijajući i uopštavajući poseban O. t., Ajnštajn je došao do opšteg O. t., koji u svom osnovnom obliku. sadržaj je nova teorija gravitacije. Zasnovan je na pretpostavci da četverodimenzionalni prostor-vrijeme, u kojem djeluju gravitacijske sile, poštuje odnose neeuklidske geometrije. Na ravni, ove relacije se mogu vizualno predstaviti kao obične euklidske relacije na površinama sa zakrivljenošću. Ajnštajn je odstupanje geometrijskih odnosa u četvorodimenzionalnom prostoru-vremenu od euklidskih smatrao zakrivljenošću prostor-vremena. On je takvu zakrivljenost poistovetio sa dejstvom gravitacionih sila. Sličnu pretpostavku potvrdila su 1919. astronomska zapažanja koja su pokazala da se zraka zvijezde, kao prototip prave linije, savija u blizini Sunca pod utjecajem gravitacijskih sila. Opća optička teorija još nije dobila karakter cjelovitog i neospornog fizičkog pojma kakav ima posebna teorija. Filozofski zaključci filozofske teorije potvrđuju i obogaćuju ideje dijalektičkog materijalizma. O. t. je pokazao neraskidivu vezu između prostora i vremena (to je izraženo u jedinstvenom konceptu prostorno-vremenskog intervala), kao i između materijalnog kretanja, s jedne strane, i njegovih prostorno-vremenskih oblika postojanja, na drugi. Određivanje prostorno-vremenskih svojstava u zavisnosti od karakteristika kretanje materijala(„usporavanje“ vremena, „zakrivljenost“ prostora) otkrila je ograničenja ideja klasične fizike o apsolutnom prostoru i vremenu, nezakonitost njihove izolacije od pokretne materije. Osmanlije su djelovale kao racionalna generalizacija klasične mehanike i proširenje principa mehanike na područje kretanja tijela sa brzinama koje se približavaju brzini svjetlosti. Idealistički i pozitivistički trendovi buržoaske filozofije, zamjenjujući koncept referentnog sistema „pozicijom posmatrača“, pokušali su pomoću optičke teorije da afirmišu subjektivnu prirodu nauke i zavisnost fizičkih procesa od posmatranja. Međutim, teorijsku teoriju, ili relativističku mehaniku, ne treba miješati sa filozofskim relativizmom, koji negira objektivnost naučnog znanja. O. t. je adekvatniji (adekvatniji) odraz stvarnosti od klasične mehanike.

Odlična definicija

Nepotpuna definicija ↓

teorija prostora i vremena, prema kojoj se oni samo odnose. "strane" jednog oblika postojanja materije - prostor-vreme. Postoje privatni (ili posebni) i opći O. t. (GTO). Opšta gravitacija je teorija prostor-vremena koja objašnjava univerzalnu gravitaciju kroz njenu strukturu (zbog toga se naziva i teorijom gravitacije). Preduvjeti O.T. doktrine prostora. oblici i odnosi su se razvili u antičko doba i matematički su formalizirani u obliku euklidske geometrije. Fizika ga je prihvatila u gotovom obliku. Vrijeme je postalo dio općih zakona mehanike koje su formulirali Galileo i Newton. Klasične izvedbe fizičari o prostoru i vremenu odražavali su prvenstveno opšte zakone relativnu poziciju i kretanje krutih tijela. Posebno im je dobro pristajala ideja apsolutnog, identičnog protoka vremena svuda. Prema drugom Newtonovom zakonu, u principu ne postoje ograničenja u pogledu brzine koja se može dati tijelu. Dakle, koordinacija u vremenu prenošenjem uticaja („signala“) uspostavlja se sa bilo kojom tačnošću (u principu se vremena u različitim telima može uporediti sa bilo kojom tačnošću), iz čega proizilazi da vreme svuda teče isto (rasprostranjeno mišljenje je da je za to potreban trenutni, tj. sa beskonačnom brzinom, prenos signala, pogrešno). Zakoni mehanike Galileo - Newton formulisani su za tzv. inercijski referentni sistemi. U Njutnovskoj mehanici ispunjen je Galilejev princip relativnosti prema kojem su zakoni mehanike. fenomeni su isti u odnosu na sve inercijalne sisteme. Općenito, za određenu klasu fenomena? a za određenu klasu sistema S? princip relativnosti je ispunjen, ili, drugim rečima, ovi sistemi su jednaki u odnosu na ove pojave, ako su zakoni pojava? isti su u sistemima S, tj. kada u dva sistema S?, S" za pojave??, ?" istog tipa, realizuju se identični (u odnosu na ove sisteme) uslovi, onda će te pojave teći u odnosu na ove sisteme na potpuno isti način. Math. izraz zakona ovih pojava u ovim sistemima je jedan te isti, tj. ona je invarijantna (nepromenljiva) u odnosu na prelazak iz jednog sistema u drugi, izražena odgovarajućom transformacijom koordinata i drugih veličina. Nakon Maxwella 60-ih. 19. vijek formulisao osnovnu zakona elektromagnetnih pojava, nastao je problem identifikacije zakona elektrodinamike tijela koja se kreću u odnosu na bilo koji inercijalni referentni okvir. Eksperimenti su doveli do rezultata koji su bili u suprotnosti s onim što se „očekivalo“. Posebno važnu ulogu odigrao je Michelsonov eksperiment (1881–87) koji nije otkrio očekivanu ovisnost brzine svjetlosti o smjeru njenog širenja u odnosu na smjer kretanja Zemlje. Math. izraz kontradikcije dao je Lorentz (1904), pokazujući da su Maxwellove jednadžbe invarijantne u odnosu na transformacije (tzv. Lorentzove transformacije) različite od Galilejevih transformacija, u odnosu na koje su zakoni Njutnove mehanike invarijantni. Razrješavanje kontradikcije izvršio je Ajnštajn u svom djelu “O elektrodinamici pokretnih tijela” (A. Einstein, Zur Elektrodynamik bewegter Körper, 1905) izgradnjom nove teorije prostora i vremena – parcijalne teorije teorije i, shodno tome, , nova mehanika – “relativistička”, za razliku od njutnovske – klasična. A. Poincaré je nezavisno došao do suštinski istih rezultata. Konkretni O. t. Einstein je svoju teoriju bazirao na sljedećem. odredbe (koje su date u malo izmijenjenoj formulaciji): I. Postoje inercijski referentni sistemi. II. Geometrija prostora je euklidska. III. Princip relativnosti: svi inercijski sistemi su jednaki u odnosu na svu fiziku. fenomeni. IV. Zakon konstantnosti brzine svetlosti: u odnosu na sve inercijalne sisteme, svetlost se širi istom brzinom c. Prve tri odredbe su pozajmljene iz klasike. teorija, samo se princip relativnosti shvata na opšti način; četvrti je generalizacija eksperimentalnih podataka (Michelsonov eksperiment i drugi) i prilično je u skladu s teorijom elektromagnetizma. Iz pozicije II, IV proizilazi čisto matematički da za bilo koje inercijalne sisteme S, S? koordinate x, y, z, x?, y?, z i vremena t, t? povezani su Lorentzovom transformacijom. Konkretno, ako su koordinatne ose x, x? u sistemima S i S? su paralelne i x os je usmjerena duž kretanja S? u odnosu na S, onda (uz odgovarajući izbor razmjera) razlike u koordinatama i vremenu u sistemima S i S? za bilo koja dva događaja - trenutni tački fenomeni P1, ?2 su povezani formulama: gdje? - brzina S? u odnosu na S. Iz ovih relacija slijedi sljedeće. zaključci: (1) Sistemi se mogu kretati jedan u odnosu na drugi brzinom manjom od brzine svjetlosti (pošto na ??c formule postaju besmislene). (2) Dva događaja koja su simultana u S (t12=0), ali se dešavaju u tačkama sa različitim koordinatama x (x12?0), nisu simultana u S? (t?12?0). Štaviše, događaj P1, koji prethodi P2 u odnosu na sistem S, može ga pratiti u odnosu na S?. Naime, ako je t12>0, ali manje od?/c2 x12, onda je t?12