Filosofia della relatività generale. Conclusioni filosofiche dalla teoria della relatività. Forma fisica della materia: unità, essenza, modo di esistenza, direzione di evoluzione

Il fisico e filosofo americano F. Frank ha affermato che la fisica del ventesimo secolo, in particolare la teoria della relatività e la meccanica quantistica, ha fermato il movimento del pensiero filosofico verso il materialismo, basato sul predominio dell'immagine meccanica del mondo nel secolo scorso. Frank ha affermato che “nella teoria della relatività, la legge di conservazione della materia non è più applicabile; la materia può trasformarsi in entità immateriali, in energia”. Tuttavia, tutte le interpretazioni idealistiche della teoria della relatività si basano su conclusioni distorte. Un esempio di ciò è che a volte gli idealisti sostituiscono il contenuto filosofico dei concetti “assoluto” e “relativo” con quello fisico. Sostengono che poiché le coordinate di una particella e la sua velocità rimarranno sempre valori puramente relativi (in senso fisico), cioè non si trasformeranno mai nemmeno approssimativamente in valori assoluti e quindi, presumibilmente, non potranno mai riflettere la verità assoluta (in senso filosofico). In realtà, le coordinate e la velocità, nonostante non abbiano carattere assoluto (in senso fisico), sono un'approssimazione alla verità assoluta. La teoria della relatività stabilisce la natura relativa dello spazio e del tempo (in senso fisico), e gli idealisti interpretano questo come la negazione della natura oggettiva dello spazio e del tempo. Gli idealisti cercano di utilizzare la natura relativa della simultaneità e della sequenza di due eventi risultanti dalla relatività del tempo per negare la natura necessaria della relazione causale. Nella concezione dialettico-materialista, sia le idee classiche sullo spazio e sul tempo che la teoria della relatività sono verità relative che includono solo elementi di verità assoluta. Materia Fino alla metà del XIX secolo il concetto di materia in fisica era identico al concetto di sostanza. Fino a quel momento la fisica conosceva la materia solo come una sostanza che poteva avere tre stati. Questa idea della materia è avvenuta per il fatto che “gli oggetti di studio della fisica classica erano solo corpi materiali in movimento sotto forma di materia; oltre alla materia, le scienze naturali non conoscevano altri tipi e stati della materia (i processi elettromagnetici erano attribuito alla materia materiale o alle sue proprietà)" Per questo motivo le proprietà meccaniche della materia furono riconosciute come proprietà universali del mondo nel suo insieme. Einstein lo menzionò nelle sue opere, scrivendo che “per un fisico dell’inizio del XIX secolo, la realtà del nostro mondo esterno consisteva di particelle tra le quali forze semplici, a seconda solo della distanza."

ASTRATTO

Aspetti filosofici della teoria della relatività

Einstein

Gorinov D.A.

Permanente 1998
Introduzione.

IN fine XIX All'inizio del XX secolo furono fatte numerose scoperte importanti che diedero inizio a una rivoluzione nella fisica. Ha portato ad una revisione di quasi tutti teorie classiche nella fisica. Forse una delle più importanti e che ha svolto il ruolo più importante nello sviluppo della fisica moderna, insieme alla teoria quantistica, è stata la teoria della relatività di A. Einstein.

La creazione della teoria della relatività ha permesso di rivedere le visioni e le idee tradizionali sul mondo materiale. Una tale revisione delle opinioni esistenti era necessaria, poiché in fisica si erano accumulati molti problemi che non potevano essere risolti con l'aiuto delle teorie esistenti.

Uno di questi problemi era la questione della velocità limite della propagazione della luce, che era esclusa dal punto di vista dell’allora dominante principio della relatività di Galileo, che si basava sulle trasformazioni di Galileo. Insieme a questo, c'erano molti fatti sperimentali a favore dell'idea della costanza e del limite della velocità della luce (la costante universale). Un esempio è l'esperimento di Michelson e Morley, condotto nel 1887, che dimostrò che la velocità della luce nel vuoto non dipende dal movimento delle sorgenti luminose ed è la stessa in tutti i sistemi di riferimento inerziali. Così come le osservazioni dell'astronomo danese Ole Roemer, che lo determinò nel 1675. in base al ritardo delle eclissi dei satelliti di Giove, il valore finale della velocità della luce.

Altro questione significativa, che è nato in fisica, era associato alle idee sullo spazio e sul tempo. Le idee su di loro che esistevano in fisica erano basate sulle leggi della meccanica classica, poiché in fisica la visione dominante era che ogni fenomeno ha, in definitiva, una natura meccanicistica, poiché il principio di relatività di Galileo sembrava universale, relativo a qualsiasi legge, e non semplicemente le leggi della meccanica. Dal principio di Galileo, basato sulle trasformazioni di Galileo, ne conseguiva che lo spazio non dipende dal tempo e, viceversa, il tempo non dipende dallo spazio.

Spazio e tempo erano pensati come forme date indipendenti l'una dall'altra; in esse rientrano tutte le scoperte fatte in fisica. Ma una tale corrispondenza tra le disposizioni della fisica e il concetto di spazio e tempo esisteva solo fino alla formulazione delle leggi dell'elettrodinamica espresse nelle equazioni di Maxwell, poiché si scoprì che le equazioni di Maxwell non sono invarianti rispetto alle trasformazioni galileiane.

Poco prima della creazione della teoria della relatività, Lorentz trovò trasformazioni sotto le quali le equazioni di Maxwell rimanevano invarianti. In queste trasformazioni, a differenza delle trasformazioni di Galileo, il tempo nei diversi sistemi di riferimento non era lo stesso, ma la cosa più importante era che da queste trasformazioni non conseguiva più che spazio e tempo fossero indipendenti l'uno dall'altro, poiché il tempo era coinvolto nella trasformazione di coordinate e durante la conversione del tempo - coordinate. E di conseguenza è sorta la domanda: cosa fare? C'erano due soluzioni, la prima era assumere che l'elettrodinamica di Maxwell fosse errata, oppure la seconda era assumere che la meccanica classica con le sue trasformazioni e il principio di relatività di Galileo fosse approssimativo e non potesse descrivere tutti i fenomeni fisici.

Pertanto, in questa fase della fisica, apparvero contraddizioni tra il principio classico della relatività e la posizione della costante universale, nonché tra la meccanica classica e l'elettrodinamica. Ci sono stati molti tentativi di dare altre formulazioni alle leggi dell’elettrodinamica, ma senza successo. Tutto ciò ha svolto il ruolo di prerequisiti per la creazione della teoria della relatività.

Anche il lavoro di Einstein, oltre all'enorme significato in fisica, è di grande importanza significato filosofico. L'ovvietà di ciò deriva dal fatto che la teoria della relatività è associata a concetti come materia, spazio, tempo e movimento, e sono uno dei concetti filosofici fondamentali. Il materialismo dialettico trovò argomentazione per le sue idee sullo spazio e sul tempo nella teoria di Einstein. Nel materialismo dialettico è dato definizione generale spazio e tempo come forme di esistenza della materia, e quindi sono indissolubilmente legati alla materia, inseparabili da essa. "Dal punto di vista materialismo scientifico, che si basa sui dati delle scienze speciali, lo spazio e il tempo non sono realtà indipendenti dalla materia, ma forme interne della sua esistenza”. Una connessione così inestricabile tra spazio e tempo e la materia in movimento è stata dimostrata con successo dalla teoria della relatività di Einstein.

Ci furono anche tentativi di utilizzare la teoria della relatività da parte degli idealisti come prova che avevano ragione. Ad esempio, il fisico e filosofo americano F. Frank affermò che la fisica del XX secolo, in particolare la teoria della relatività e la meccanica quantistica, hanno fermato il movimento del pensiero filosofico verso il materialismo, basato sul predominio dell'immagine meccanica del mondo in il secolo scorso. Frank ha affermato che “nella teoria della relatività, la legge di conservazione della materia non è più applicabile; la materia può trasformarsi in entità immateriali, in energia”.

Tuttavia, tutte le interpretazioni idealistiche della teoria della relatività si basano su conclusioni distorte. Un esempio di ciò è che a volte gli idealisti sostituiscono il contenuto filosofico dei concetti “assoluto” e “relativo” con quello fisico. Sostengono che poiché le coordinate di una particella e la sua velocità rimarranno sempre valori puramente relativi (in senso fisico), cioè non si trasformeranno mai nemmeno approssimativamente in valori assoluti e quindi, presumibilmente, non potranno mai riflettere la verità assoluta (in senso filosofico). In realtà, le coordinate e la velocità, nonostante non abbiano carattere assoluto (in senso fisico), sono un'approssimazione alla verità assoluta.

La teoria della relatività stabilisce la natura relativa dello spazio e del tempo (in senso fisico), e gli idealisti interpretano questo come la negazione della natura oggettiva dello spazio e del tempo. Gli idealisti cercano di utilizzare la natura relativa della simultaneità e della sequenza di due eventi risultanti dalla relatività del tempo per negare la natura necessaria della relazione causale. Nella concezione dialettico-materialista, sia le idee classiche sullo spazio e sul tempo che la teoria della relatività sono verità relative che includono solo elementi di verità assoluta.

Fino alla metà del XIX secolo il concetto di materia in fisica era identico al concetto di sostanza. Fino a quel momento la fisica conosceva la materia solo come una sostanza che poteva avere tre stati. Questa idea della materia è avvenuta per il fatto che “gli oggetti di studio della fisica classica erano solo corpi materiali in movimento sotto forma di materia; oltre alla materia, le scienze naturali non conoscevano altri tipi e stati della materia (i processi elettromagnetici erano attribuito o alla materia materiale o alle sue proprietà)”. Per questo motivo le proprietà meccaniche della materia furono riconosciute come proprietà universali del mondo nel suo insieme. Einstein lo menzionò nelle sue opere, scrivendo che “per il fisico dell’inizio del XIX secolo, la realtà del nostro mondo esterno era costituita da particelle tra le quali agiscono forze semplici, dipendenti solo dalla distanza”.

Le idee sulla materia iniziarono a cambiare solo con l'avvento di un nuovo concetto introdotto dal fisico inglese M. Faraday: Field. Faraday, dopo aver scoperto l'induzione elettromagnetica nel 1831 e scoperto la connessione tra elettricità e magnetismo, divenne il fondatore della dottrina del campo elettromagnetico e diede così impulso all'evoluzione delle idee sui fenomeni elettromagnetici, e quindi all'evoluzione del concetto di materia . Faraday introdusse per primo concetti come i campi elettrici e magnetici, espresse l'idea dell'esistenza delle onde elettromagnetiche e aprì così una nuova pagina nella fisica. Successivamente, Maxwell integrò e sviluppò le idee di Faraday, a seguito delle quali apparve la teoria del campo elettromagnetico.

Per un certo periodo l'errore di identificare la materia con la sostanza non si è fatto sentire, almeno ovviamente, sebbene la sostanza non comprendesse tutti gli oggetti conosciuti della natura, per non parlare dei fenomeni sociali. Tuttavia, era di fondamentale importanza che la materia sotto forma di campo non potesse essere spiegata con l'aiuto di immagini e idee meccaniche e che quest'area della natura, a cui appartengono i campi elettromagnetici, cominciasse sempre più a manifestarsi. manifestarsi.

La scoperta dei campi elettrici e magnetici divenne una delle scoperte fondamentali della fisica. Ha influenzato notevolmente l'ulteriore sviluppo della scienza, nonché le idee filosofiche sul mondo. Per qualche tempo non è stato possibile dimostrare scientificamente i campi elettromagnetici né è stato possibile costruire una teoria coerente attorno ad essi. Gli scienziati hanno avanzato molte ipotesi nel tentativo di spiegare la natura dei campi elettromagnetici. È così che B. Franklin spiegava i fenomeni elettrici con la presenza di una sostanza materiale speciale costituita da particelle molto piccole. Eulero cercò di spiegare i fenomeni elettromagnetici attraverso l'etere; disse che la luce rispetto all'etere è la stessa cosa del suono rispetto all'aria. In questo periodo si diffuse la teoria corpuscolare della luce, secondo la quale i fenomeni luminosi venivano spiegati dall'emissione di particelle da parte di corpi luminosi. Ci sono stati tentativi di spiegare i fenomeni elettrici e magnetici con l'esistenza di alcune sostanze materiali corrispondenti a questi fenomeni. “Furono assegnati a diverse sfere sostanziali. Anche in inizio XIX V. i processi magnetici ed elettrici erano spiegati rispettivamente dalla presenza di fluidi magnetici ed elettrici.

I fenomeni associati all'elettricità, al magnetismo e alla luce sono noti da molto tempo e gli scienziati, studiandoli, hanno cercato di spiegare questi fenomeni separatamente, ma dal 1820. un simile approccio divenne impossibile, poiché il lavoro svolto da Ampere e Ørsted non poteva essere ignorato. Nel 1820 Oersted e Ampere fecero delle scoperte a seguito delle quali divenne chiara la connessione tra elettricità e magnetismo. Ampere scoprì che se una corrente passa attraverso un conduttore situato vicino a un magnete, le forze del campo del magnete iniziano ad agire su questo conduttore. Oersted osservò un altro effetto: l'influenza della corrente elettrica che scorre attraverso un conduttore su un ago magnetico situato accanto al conduttore. Da ciò si potrebbe concludere che il cambiamento campo elettrico accompagnato dalla comparsa di un campo magnetico. Einstein notò il significato speciale delle scoperte fatte: “Una variazione nel campo elettrico prodotta dal movimento di una carica è sempre accompagnata campo magnetico- la conclusione si basa sull'esperienza di Oersted, ma contiene qualcosa di più. Contiene il riconoscimento che la connessione tra il campo elettrico, che cambia nel tempo, e il campo magnetico è molto significativa."

Sulla base dei dati sperimentali accumulati da Oersted, Ampere, Faraday e altri scienziati, Maxwell creò una teoria olistica dell'elettromagnetismo. Successivamente, le sue ricerche portarono alla conclusione che la luce e le onde elettromagnetiche hanno la stessa natura. Insieme a questo, si è scoperto che il campo elettrico e magnetico ha una proprietà come l'energia. Einstein scrisse a questo proposito: “Essendo inizialmente solo un modello ausiliario, il campo diventa sempre più reale. L'attribuzione di energia al campo è un ulteriore passo nello sviluppo, in cui il concetto di campo diventa sempre più essenziale, e i concetti sostanziali caratteristici del punto di vista meccanicistico diventano sempre più secondari." Maxwell dimostrò anche che un campo elettromagnetico, una volta creato, può esistere indipendentemente dalla sua fonte. Tuttavia, non isolò il campo in una forma separata della materia, che sarebbe diversa dalla materia.

Ulteriori sviluppi teorie dell'elettromagnetismo da parte di numerosi scienziati, tra cui G.A. Lorenz, ha scosso la solita immagine del mondo. Pertanto, nella teoria elettronica di Lorentz, a differenza dell’elettrodinamica di Maxwell, la carica che genera il campo elettromagnetico non era più rappresentata formalmente; per Lorentz gli elettroni iniziarono a svolgere il ruolo di portatore di carica e sorgente di campo. Ma sulla strada per chiarire la connessione tra il campo elettromagnetico e la materia è sorto un nuovo ostacolo. La materia, in accordo con le idee classiche, era pensata come una formazione materiale discreta e il campo era rappresentato come un mezzo continuo. Le proprietà della materia e del campo erano considerate incompatibili. La prima persona a colmare questo divario tra materia e campo fu M. Planck. Arrivò alla conclusione che i processi di emissione e assorbimento dei campi da parte della materia avvengono in modo discreto, in quanti con l'energia Mi=h N. Di conseguenza, le idee sul campo e sulla materia sono cambiate e hanno portato al fatto che l'ostacolo al riconoscimento del campo come forma della materia è stato rimosso. Einstein è andato oltre, ha suggerito questo radiazioni elettromagnetiche non solo viene emesso e assorbito in porzioni, ma viene distribuito in modo discreto. Ha detto che la radiazione libera è un flusso di quanti. Einstein associava il quanto di luce, per analogia con la materia, alla quantità di moto, la cui grandezza era espressa in termini di energia E/c=h N /C(l'esistenza di un impulso è stata dimostrata in esperimenti condotti dallo scienziato russo P. N. Lebedev in esperimenti sulla misurazione della pressione della luce su solidi e gas). Qui Einstein ha mostrato la compatibilità delle proprietà della materia e del campo, poiché il lato sinistro della relazione di cui sopra riflette le proprietà corpuscolari e il lato destro riflette le proprietà delle onde.

Quindi, arrivando a inizio del XIX secolo secolo, molti fatti sono stati accumulati riguardo ai concetti di campo e materia. Molti scienziati iniziarono a considerare il campo e la materia come due forme di esistenza della materia; sulla base di ciò, oltre a una serie di altre considerazioni, nacque la necessità di combinare meccanica ed elettrodinamica. “Tuttavia, si è rivelato impossibile collegare semplicemente le leggi dell’elettrodinamica alle leggi del moto di Newton e dichiararle un sistema unificato che descrive i fenomeni meccanici ed elettromagnetici in qualsiasi sistema di riferimento inerziale”. L'impossibilità di una tale unificazione delle due teorie derivava dal fatto che queste teorie, come accennato in precedenza, si basano su principi diversi; ciò si esprimeva nel fatto che le leggi dell'elettrodinamica, a differenza delle leggi della meccanica classica, non sono covariante rispetto alle trasformazioni galileiane.

Per costruire un sistema unificato che includesse sia la meccanica che l’elettrodinamica, c’erano due modi più ovvi. Il primo fu quello di modificare le equazioni di Maxwell, cioè le leggi dell'elettrodinamica, in modo che cominciassero a soddisfare le trasformazioni di Galileo. La seconda via era legata alla meccanica classica e richiedeva la sua revisione e, in particolare, l’introduzione di altre trasformazioni invece di quelle di Galileo, che assicurassero la covarianza sia delle leggi della meccanica che di quelle dell’elettrodinamica.

La seconda strada si rivelò corretta, quella che Einstein seguì, creando la teoria della relatività speciale, che finalmente stabilì nuove idee sulla materia a pieno titolo.

Successivamente, la conoscenza della materia fu integrata e ampliata e l'integrazione delle proprietà meccaniche e ondulatorie della materia divenne più pronunciata. Ciò può essere dimostrato con l'esempio di una teoria presentata nel 1924 da Louis de Broglie, nella quale de Broglie suggerì che non solo le onde hanno proprietà corpuscolari, ma anche le particelle di materia, a loro volta, hanno proprietà ondulatorie. Quindi de Broglie associò una particella in movimento a una caratteristica dell'onda: la lunghezza d'onda l = h/p, Dove P- quantità di moto della particella. Sulla base di queste idee, E. Schrödinger ha creato meccanica quantistica, dove il moto di una particella è descritto utilizzando le equazioni d'onda. E queste teorie, che mostravano la presenza di proprietà ondulatorie nella materia, sono state confermate sperimentalmente - ad esempio, è stato scoperto quando le microparticelle passavano attraverso reticolo cristallinoÈ possibile osservare fenomeni che prima si pensava fossero inerenti solo alla luce, questi sono la diffrazione e l'interferenza.

Ed è stata sviluppata anche una teoria quantistica dei campi, che si basa sul concetto di campo quantistico - tipo speciale materia, è nello stato di particella e nello stato di campo. Una particella elementare in questa teoria è rappresentata come uno stato eccitato di un campo quantistico. Un campo è lo stesso tipo speciale di materia caratteristica delle particelle, ma solo in uno stato non eccitato. In pratica, è stato dimostrato che se l’energia di un quanto del campo elettromagnetico supera l’energia intrinseca dell’elettrone e del positrone, che, come sappiamo dalla teoria della relatività, è pari a mc 2 e se un tale quanto si scontra con un nucleo, come risultato dell'interazione del quanto elettromagnetico e del nucleo apparirà una coppia elettrone-positrone. C'è anche un processo inverso: quando un elettrone e un positrone si scontrano, si verifica l'annichilazione: invece di due particelle, compaiono due quanti g. Tali trasformazioni reciproche del campo in materia e della materia nel campo indicano l'esistenza di una stretta connessione tra le forme materiali e quelle del campo della materia, che è stata presa come base per la creazione di molte teorie, inclusa la teoria della relatività.

Come puoi vedere, dopo la pubblicazione nel 1905. La teoria della relatività speciale ha fatto molte scoperte legate a particolari studi sulla materia, ma tutte queste scoperte si basavano sull'idea generale della materia, che per la prima volta è stata data nelle opere di Einstein sotto forma di un quadro olistico e coerente.

Spazio e tempo

Il problema dello spazio e del tempo, come il problema della materia, è direttamente correlato alla scienza fisica e alla filosofia. Nel materialismo dialettico viene data una definizione generale di spazio e tempo come forme di esistenza della materia. "Dal punto di vista del materialismo scientifico, che si basa sui dati delle scienze particolari, lo spazio e il tempo non sono realtà indipendenti dalla materia, ma forme interne della sua esistenza", e quindi sono indissolubilmente legati alla materia, inseparabili da essa. Questa idea di spazio e tempo esiste anche nella fisica moderna, ma durante il periodo in cui prevaleva la meccanica classica non era così: lo spazio era separato dalla materia, non era collegato ad essa e non era di sua proprietà. Questa posizione dello spazio rispetto alla materia derivava dagli insegnamenti di Newton, scriveva che “lo spazio assoluto, per sua stessa essenza, indipendentemente da qualsiasi cosa esterna, rimane sempre lo stesso e immobile. Il relativo è la sua misura o una parte mobile limitata, che è determinata dai nostri sensi dalla sua posizione rispetto a determinati corpi e che nella vita quotidiana è accettata come spazio immobile... Il luogo è la parte di spazio occupata da un corpo, e in rispetto allo spazio può essere assoluto o relativo."

Anche il tempo sembrava separato dalla materia e non dipendeva da alcun fenomeno in corso. Newton divideva il tempo, così come lo spazio, in assoluto e relativo, l’assoluto esisteva oggettivamente, questo “vero tempo matematico, in sé e nella sua stessa essenza, senza alcuna relazione con nulla di esterno, scorre uniformemente ed è altrimenti chiamato durata”. Il tempo relativo era solo apparente, compreso solo attraverso i sensi, una percezione soggettiva del tempo.

Lo spazio e il tempo erano considerati indipendenti non solo dai fenomeni che si verificavano nel mondo materiale, ma anche l'uno dall'altro. Questo è un concetto sostanziale in questo concetto, come accennato in precedenza, spazio e tempo sono indipendenti rispetto alla materia in movimento e non dipendono l'uno dall'altro, soggetti solo alle proprie leggi.

Insieme al concetto sostanziale esisteva e si sviluppava un altro concetto di spazio e tempo: quello relazionale. A questo concetto aderivano principalmente i filosofi idealisti; nel materialismo, tale concetto era l’eccezione piuttosto che la regola. Secondo questo concetto, spazio e tempo non sono qualcosa di indipendente, ma derivano da un'essenza più fondamentale. Le radici del concetto relazionale risalgono a secoli fa, a Platone e Aristotele. Secondo Platone il tempo è stato creato da Dio; in Aristotele questo concetto è stato ulteriormente sviluppato. Oscillava tra materialismo e idealismo e quindi riconosceva due interpretazioni del tempo. Secondo uno di loro (idealista), il tempo era presentato come il risultato dell'azione dell'anima, l'altro materialista era che il tempo fosse presentato come il risultato del movimento oggettivo, ma la cosa principale nelle sue idee sul tempo era che il tempo era non una sostanza indipendente.

Durante il predominio in fisica delle idee sullo spazio e sul tempo dei dati nella teoria di Newton, in filosofia prevaleva il concetto relazionale. Pertanto Leibniz, sulla base delle sue idee sulla materia, che erano più ampie di quelle di Newton, la sviluppò in modo abbastanza completo. Leibniz rappresentava la materia come una sostanza spirituale, ma è stato prezioso che nel definire la materia non si sia limitato solo alla sua forma materiale; abbia incluso come materia anche la luce e i fenomeni magnetici. Leibniz rifiutava l'esistenza del vuoto e affermava che la materia esiste ovunque. Su questa base rifiutò il concetto di spazio di Newton come assoluto e quindi respinse l’idea che lo spazio sia qualcosa di indipendente. Secondo Leibniz sarebbe impossibile considerare lo spazio e il tempo al di fuori delle cose, poiché sono proprietà della materia. “La materia, secondo lui, gioca un ruolo determinante nella struttura dello spazio-tempo. Tuttavia, questa idea di Leibniz sul tempo e sullo spazio non è stata confermata nella scienza contemporanea e quindi non è stata accettata dai suoi contemporanei”.

Leibniz non fu l'unico ad opporsi a Newton; tra i materialisti si può citare John Toland; anche lui, come Leibniz, rifiutava l'assolutizzazione dello spazio e del tempo; secondo lui sarebbe impossibile pensare allo spazio e al tempo senza la materia. Per Toland non esisteva uno spazio assoluto distinto dalla materia che fungesse da contenitore corpi materiali; Non esiste un tempo assoluto, isolato dai processi materiali. Spazio e tempo sono proprietà mondo materiale.

Il passo decisivo verso lo sviluppo di una dottrina materialistica dello spazio, basata su una comprensione più profonda delle proprietà della materia, fu compiuto da N. I. Lobachevskij nel 1826. Fino a quel momento, la geometria di Euclide era considerata vera e irremovibile, diceva che lo spazio può essere solo rettilineo. Quasi tutti gli scienziati si affidavano alla geometria euclidea, poiché le sue disposizioni erano perfettamente confermate nella pratica. Newton non fece eccezione nel creare la sua meccanica.

Lobachevskij tentò per primo di mettere in discussione l'inviolabilità dell'insegnamento di Euclide: “elaborò la prima versione della geometria dello spazio curvilineo, nella quale per un punto su un piano si possono condurre più rette parallele ad una data, la la somma degli angoli di un triangolo è minore di 2d, e così via; Introducendo il postulato del parallelismo delle rette, Lobachevskij ottenne una teoria internamente non contraddittoria”.

La geometria di Lobachevskij fu la prima di molte teorie simili sviluppate successivamente, esempi sono la geometria sferica di Riemann e la geometria gaussiana. Pertanto, è diventato chiaro che la geometria euclidea non è una verità assoluta e che in determinate circostanze possono esistere altre geometrie diverse da quella euclidea.

"Successi Scienze naturali, che portò alla scoperta della materia in uno stato di campo, la conoscenza matematica che scoprì geometrie non euclidee, così come le conquiste del materialismo filosofico furono la base su cui sorse la dottrina dialettico-materialista degli attributi della materia. Questa dottrina ha assorbito l’intero corpus delle scienze naturali e delle conoscenze filosofiche accumulate, basandosi su una nuova idea di materia”. Nel materialismo dialettico le categorie di spazio e tempo sono riconosciute come riflettenti mondo esterno, riflettono le proprietà generali e le relazioni degli oggetti materiali e quindi hanno carattere generale- nessuna formazione materiale è concepibile al di fuori del tempo e dello spazio.

Tutte queste disposizioni del materialismo dialettico erano una conseguenza dell'analisi della conoscenza filosofica e delle scienze naturali. Il materialismo dialettico unisce tutta la conoscenza positiva accumulata dall'umanità in tutti i millenni della sua esistenza. In filosofia è apparsa una teoria che ha avvicinato l'uomo alla comprensione del mondo che lo circonda, che ha dato una risposta alla domanda principale: cos'è la materia? In fisica fino al 1905. una teoria del genere non esisteva, c'erano molti fatti e ipotesi, ma tutte le teorie avanzate contenevano solo frammenti di verità, molte teorie emergenti si contraddicevano a vicenda. Questo stato di cose esisteva fino a quando Einstein pubblicò le sue opere.

La scala infinita della conoscenza

La creazione della teoria della relatività fu il risultato naturale dell'elaborazione della conoscenza fisica accumulata dall'umanità. La teoria della relatività divenne lo stadio successivo nello sviluppo della scienza fisica, incorporando gli aspetti positivi delle teorie che l'avevano preceduta. Così Einstein nelle sue opere, pur negando l'assolutismo della meccanica newtoniana, non la scartò completamente; le diede il posto che le spetta nella struttura della conoscenza fisica, ritenendo che le conclusioni teoriche della meccanica siano adatte solo per una certa gamma di fenomeni . La situazione era simile con altre teorie su cui si basava Einstein; egli affermava la continuità delle teorie fisiche, affermando che “la teoria della relatività speciale è il risultato dell’adattamento dei fondamenti della fisica all’elettrodinamica di Maxwell-Lorentz. Dalla fisica precedente prende in prestito il presupposto della validità assoluta della geometria euclidea per le leggi della disposizione spaziale solidi, sistema inerziale e legge di inerzia. La teoria della relatività speciale accetta la legge di equivalenza di tutti i sistemi inerziali dal punto di vista della formulazione delle leggi della natura valide per tutta la fisica (principio speciale di relatività). Dall’elettrodinamica di Maxwell-Lorentz, questa teoria prende in prestito la legge di costanza della velocità della luce nel vuoto (il principio di costanza della velocità della luce).”

Allo stesso tempo, Einstein capì che anche la teoria della relatività speciale (STR) non era un monolite incrollabile della fisica. “Si può solo concludere”, scrisse Einstein, “che la teoria della relatività ristretta non può pretendere un’applicabilità illimitata; i suoi risultati sono applicabili solo finché si può ignorare l’influenza del campo gravitazionale sui fenomeni fisici (ad esempio la luce). STR era solo un'altra approssimazione di una teoria fisica, operante all'interno di un certo quadro, che era il campo gravitazionale. Lo sviluppo logico della teoria speciale fu la teoria generale della relatività; essa ruppe le “catene gravitazionali” e divenne una spanna al di sopra della teoria speciale. Tuttavia, la teoria della relatività generale non confutava la teoria speciale, come tentavano di immaginare gli avversari di Einstein, che in questa occasione scrisse nelle sue opere: “Per una regione infinitesimale, le coordinate possono sempre essere scelte in modo tale che il campo gravitazionale sarà assente in esso. Allora possiamo supporre che in una regione così infinitesimale valga la teoria della relatività speciale. In tal modo la teoria della relatività generale è collegata alla teoria della relatività speciale, e i risultati di quest’ultima vengono trasferiti alla prima”.

La teoria della relatività ha permesso di fare un enorme passo avanti nella descrizione del mondo che ci circonda, combinando la prima concetti isolati materia, movimento, spazio e tempo. Ha dato risposte a molte domande rimaste irrisolte per secoli, ha fatto una serie di previsioni che sono state successivamente confermate, una di queste previsioni è stata l'ipotesi fatta da Einstein sulla curvatura della traiettoria di un raggio di luce vicino al Sole. Ma allo stesso tempo sono sorti nuovi problemi per gli scienziati. Cosa c'è dietro il fenomeno della singolarità, cosa succede alle stelle giganti quando “muoiono”, cos'è realmente il collasso gravitazionale, come è nato l'universo - sarà possibile risolvere queste e molte altre domande solo salendo un ulteriore gradino verso l'alto conoscenza della scala infinita.

Orlov V.V. Fondamenti di filosofia (prima parte)

Newton I. Principi matematici della filosofia naturale.

D. P. Gribanov Fondamenti filosofici della teoria della relatività M. 1982, pagina 143

V.V. Orlov Fondamenti di filosofia, prima parte, p. 173

Gribanov D.P. Fondamenti filosofici della teoria della relatività. M. 1982, pagina 147

Collezione Einstein A. lavori scientifici, M., 1967, volume 2, pag. 122

Einstein A. Raccolta di lavori scientifici, M., 1967, volume 1, pag. 568

Einstein A. Raccolta di lavori scientifici, M., 1967, volume 1, pag. 423

La risoluzione di questa contraddizione fu effettuata da A. Einstein nel 1905 con la creazione della teoria della relatività speciale. Fondamentalmente nuova nella teoria di Einstein è l'affermazione della relatività e dello spazio e del tempo, considerati separatamente. La comprensione del significato della simultaneità di due eventi è diventata significativamente diversa. Dal punto di vista della teoria della relatività speciale (SRT), due eventi che sono simultanei in un sistema di riferimento inerziale saranno non simultanei in un altro sistema in movimento rispetto al primo. Pertanto, possiamo parlare con sicurezza della simultaneità di due eventi solo se si sono verificati nello stesso luogo 6, p. 90-91.

La perdita dell'assolutezza della simultaneità fa sì che non possa esistere un unico tempo in diversi sistemi di riferimento. Ciascuno di questi sistemi ha il proprio "proprio" tempo. Anche la lunghezza è diventata relativa. Infatti, cosa significa misurare la lunghezza di un segmento qualsiasi? Ciò significa fissarne contemporaneamente l'inizio e la fine. Tuttavia, poiché il concetto di simultaneità ha perso il suo significato assoluto, la lunghezza del segmento sarà diversa nei diversi sistemi di riferimento. Inoltre, l'istituzione che la lunghezza del segmento diminuirà nella direzione del movimento e gli intervalli di tempo aumenteranno, ad es. Il passare del tempo deve rallentare. Sorge la domanda: tali effetti relativistici sono reali?

La teoria afferma la loro realtà. Inoltre, il punto non è che ogni segmento nei diversi sistemi sia realmente più corto dell'altro. È solo che gli osservatori in ciascun sistema di riferimento, durante la misurazione, scopriranno che un segmento in un altro sistema è più corto di un segmento nel loro sistema (ad esempio, per ciascuna delle due persone della stessa altezza in piedi sui lati opposti di una lente biconcava, l'altro sembrerà più piccolo, anche se questo non significa che ciascuno sia inferiore all'altro). La vera causa dei cambiamenti sarà il movimento relativo reciproco dei corpi. Pertanto, a differenza della fisica classica, possiamo parlare della lunghezza di un corpo solo in relazione all'uno o all'altro sistema di riferimento. Lo stesso vale per i periodi di tempo. Un'analogia con ciò è che non possiamo parlare della velocità di un corpo in generale, indipendentemente da qualsiasi sistema, perché la velocità di un corpo non esiste in sé. Anche i concetti di “alto” e “basso”, “destra” e “sinistra” non hanno senso se non viene indicato in relazione a quale orientamento nello spazio viene stabilito 10, p. 108.

Lo sviluppo delle idee sullo spazio e sul tempo ha dimostrato che, in quanto tali, spazio e tempo non esistono separatamente. Sono lati di un'unica entità: lo "spazio-tempo" quadridimensionale. Il mondo allo stesso tempo, questo è un mondo di eventi caratterizzati dal luogo e dal tempo. SRT, dopo aver mostrato la relatività dello spazio e del tempo, ha introdotto un nuovo "spazio-tempo" assoluto: quadridimensionale, in cui tre coordinate sono spaziali e la quarta è temporale.

In generale, il significato filosofico della teoria speciale della relatività è che ha scoperto la connessione inestricabile, l'unità dello spazio e del tempo. L'ulteriore sviluppo delle idee sullo spazio e sul tempo e sulla loro relazione con la materia è associato all'emergere teoria generale relatività (GR), uno dei postulati principali delle quali sono le equazioni gravitazionali di Einstein, dove il lato destro è una quantità fisica che esprime materia - energia - quantità di moto, e il lato sinistro esprime le proprietà geometriche dello spazio-tempo quadridimensionale.

Pertanto, le equazioni di Einstein descrivono simultaneamente sia il campo gravitazionale che la geometria dello spazio-tempo. Stabilire la dipendenza del campo gravitazionale, e attraverso di esso dello spazio-tempo, dalla distribuzione delle masse materiali in esso contenute è il fattore più importante non solo in termini fisici, ma anche filosofici generali. In questo senso, le equazioni di Einstein dovrebbero essere considerate come un'espressione matematica del principio dialettico, secondo cui lo spazio e il tempo come forme di esistenza della materia dovrebbero essere indissolubilmente legati alla materia e alle sue proprietà. Ciò significa che la relatività generale nel risolvere il problema dello spazio e del tempo differisce dalla fisica classica.

La manifestazione degli effetti relativistici è peculiare anche nella relatività generale. Secondo esso, anche all'interno dello stesso sistema di riferimento, quando si passa da un punto all'altro del sistema, si osserva una riduzione delle lunghezze e una dilatazione del tempo. Ad esempio, in tutti i punti situati più vicini al centro delle masse materiali, il campo gravitazionale sarà più intenso e, quindi, il tempo scorrerà più lentamente, e le lunghezze dei segmenti saranno inferiori rispetto ai punti più distanti dal centro delle masse materiali. gravità. Nel 1958 il fisico tedesco Miesbauer scoprì un metodo per costruire “orologi nucleari” che misurano il tempo con enorme precisione. Esperimenti che utilizzano l'effetto Miesbauer hanno dimostrato che il tempo scorre più lentamente vicino alla superficie della terra che, ad esempio, sul tetto di un edificio 6, p. 122.

Quindi, la teoria generale della relatività è una nuova conferma della dottrina materialista dialettica del rapporto inestricabile dello spazio e del tempo con la materia in movimento.

In conclusione, possiamo dire che lo sviluppo della fisica moderna ha confermato la correttezza della concezione dialettico-materialista di spazio e tempo.

Difficilmente esiste un’altra teoria fisica che sia stata “confutata” così spesso come la teoria della relatività ristretta. I suoi critici possono essere divisi in due gruppi. I rappresentanti del primo gruppo parlano a nome della fisica. Di regola, o fanno rivivere la dottrina dell'etere o negano l'invarianza della velocità della luce nel vuoto. I rappresentanti del secondo gruppo parlano a nome della filosofia. Abbiamo già detto abbastanza della fisica, ora passeremo direttamente alla filosofia.

Qualsiasi fisico non è in grado di isolarsi dalla filosofia. Questa circostanza viene presa in considerazione estremamente raramente dagli autori di libri scientifici ed educativi sulla fisica.

Analizzando le opinioni di Einstein, Reichenbach e Poincaré, l'autore ha già dovuto rivolgersi a visioni filosofiche fisici. Reichenbach è un neopositivista. In quanto tale, attribuisce un significato decisivo all'esperimento, assolutizzandone il significato.

Poincaré è un convenzionalista. Attribuisce fondamentale importanza alle convenzioni, agli accordi condizionali. Per lui sono insormontabili.

Einstein è un concettualista critico. Egli parla anzitutto di concetti, rilevando tra l'altro, a nostro avviso, in modo un po' categorico, la loro indipendenza dall'esperimento.

A prima vista, l'esistenza di differenze nelle posizioni filosofiche di scienziati eccezionali sembra incomprensibile. Perché assumono posizioni diverse? Perché ogni persona è unica. Qualsiasi tipo di conoscenza viene interpretata in modo diverso dalle persone.

All'inizio del 20 ° secolo. Einstein visse in Germania, dove tra i filosofi dominavano i neo-kantiani e i fenomenologi. Entrambi erano critici nei confronti della teoria della relatività speciale. I neokantiani, in particolare P. Natorp, partivano dalla posizione di Kant, secondo cui spazio e tempo sono condizioni necessarie contemplazione di tutti i fenomeni, compresi quelli fisici. Pertanto, hanno rifiutato le opinioni di Einstein, secondo cui lo spazio e il tempo relativi alla dinamica fisica non sono primari, ma secondari.

I fenomenologi, in particolare O. Becker, erano preoccupati per un'altra circostanza. Hanno cercato di essere guidati dalla pratica della vita in tutte le loro dichiarazioni. I fenomenologi ritenevano che non vi fossero ostacoli alla costituzione del vitale concetto importante simultaneità assoluta. Ma Einstein rifiutò questa possibilità.

In Germania, le opinioni di Einstein incontrarono per molti anni la resistenza da parte dei sostenitori del costruttivismo metodologico, che, in relazione alla fisica, la interpretarono come protofisica. Le figure più importanti di questa corrente filosofica furono G. Dingler e P. Lorenzen. Entrambi credevano che Einstein non fosse coerente nel costruire la sua teoria, perché non aveva una teoria del tempo e dello spazio. E bisogna chiederselo. Ma in questo caso, dicono, non si può fare a meno della geometria euclidea. Una costruzione teorica impeccabile presuppone determinati prerequisiti, ad es. protofisica. Come vediamo, i costruttivisti ereditarono la convinzione di Kant riguardo alle premesse della teoria.

Anche il famoso rappresentante della filosofia della vita, Henri Bergson, è critico nei confronti di Einstein. Il loro confronto è piuttosto significativo nella misura in cui Bergson ha affrontato professionalmente il problema del tempo. Era molto interessato non tanto al tempo fisico quanto al tempo biologico. La fisica, secondo lui, si basa sulla sostituzione della creatività temporale con l'estensione del tempo, il che è insoddisfacente. Il desiderio di Bergson di comprendere il tempo fisico dalla prospettiva del tempo biologico non ha portato a un successo notevole.

Gli atteggiamenti nei confronti della teoria speciale della relatività nel nostro paese erano piuttosto contraddittori, dove a lungo Il materialismo dialettico dominava in filosofia. Una pietra miliare significativa in questa storia è stata l'articolo di V. A. Fock. Prima della sua apparizione, i critici della teoria della relatività, guidati dal loro leader non ufficiale A. A. Maksimov, si sentivano abbastanza a loro agio. La principale linea di critica ad Einstein era l'identificazione della meccanica relativistica con il relativismo filosofico (tutto è relativo, parziale). Ma questi sono concetti fondamentalmente diversi. Einstein non è mai stato un relativista filosofico.

Dopo l'articolo di Fok ha prevalso un'altra linea. Ora sostenevano che la teoria speciale della relatività testimonia a favore del materialismo dialettico, e lo stesso Einstein è, se non un dialettico, almeno un materialista spontaneo.

Per circa due decenni, le opinioni di A.D. Alexandrov furono piuttosto popolari. A suo avviso, la teoria della relatività speciale è una teoria dello “spazio-tempo assoluto determinato dalla materia stessa – una teoria in cui la relatività occupa chiaramente e necessariamente la posizione di un aspetto subordinato e secondario”.

Questa affermazione difficilmente può essere definita corretta. Innanzitutto viene introdotto il concetto di materia, che manca in fisica. A quanto pare, questo significa l'intero set processi fisici. In secondo luogo, non possono definire lo spazio-tempo, perché per definizione è la loro parte. In terzo luogo, lo spazio-tempo non è un'entità indipendente. Come notato in precedenza, il concetto di spazio-tempo coglie solo la connessione tra tempo e spazio. In quarto luogo, il termine “assoluto” viene erroneamente contrapposto al termine “relativo”. Assoluto significa che non dipende da nulla. Aleksandrov credeva che lo spazio-tempo dipendesse dalla materia. In quinto luogo, non esiste alcuna base per una caratterizzazione condiscendente del parente. Non è secondario rispetto né all'assoluto né all'invariante. L'intervallo è invariante e le lunghezze e le durate incluse nella sua composizione sono relative, ma in questa relazione non esiste primario e secondario.

Successivamente, la maggioranza assoluta dei fisici che caratterizzano la teoria della relatività speciale hanno preferito non menzionare le tendenze filosofiche. I filosofi hanno cominciato a liberarsi dall’ossessione dialettico-materialista solo negli anni Novanta.

Resta da notare che la liberazione dalle restrizioni di qualsiasi direzione filosofica dovrebbe essere accolta con favore. Ma se ad esso si accompagna il mancato rispetto delle linee guida cognitive, allora lo SPAM è evidente.

conclusioni

1. Un fisico non è in grado di evitare conclusioni filosofiche, generalizzazioni peculiari di ciò che conosce.
2. È sempre necessario tendere all'armonia tra filosofia e fisica. Essa avviene solo se la filosofia non viene introdotta nella fisica come un elemento ad essa estraneo, ma agisce come ascesa metascientifica all'interno di essa stessa.

ASTRATTO

Aspetti filosofici della teoria della relatività

Einstein

Gorinov D.A.

Permanente 1998
Introduzione.

Alla fine del XIX e all'inizio del XX secolo furono fatte numerose scoperte importanti che diedero inizio a una rivoluzione nella fisica. Ha portato a una revisione di quasi tutte le teorie classiche della fisica. Forse una delle più importanti e che ha svolto il ruolo più importante nello sviluppo della fisica moderna, insieme alla teoria quantistica, è stata la teoria della relatività di A. Einstein.

Un altro problema significativo sorto in fisica era legato alle idee sullo spazio e sul tempo. Le idee su di loro che esistevano in fisica erano basate sulle leggi della meccanica classica, poiché in fisica la visione dominante era che ogni fenomeno ha, in definitiva, una natura meccanicistica, poiché il principio di relatività di Galileo sembrava universale, relativo a qualsiasi legge, e non semplicemente le leggi della meccanica. Dal principio di Galileo, basato sulle trasformazioni di Galileo, ne conseguiva che lo spazio non dipende dal tempo e, viceversa, il tempo non dipende dallo spazio.

Il lavoro di Einstein, oltre al suo enorme significato in fisica, ha anche un grande significato filosofico. L'ovvietà di ciò deriva dal fatto che la teoria della relatività è associata a concetti come materia, spazio, tempo e movimento, e sono uno dei concetti filosofici fondamentali. Il materialismo dialettico trovò argomentazione per le sue idee sullo spazio e sul tempo nella teoria di Einstein. Nel materialismo dialettico viene data una definizione generale di spazio e tempo come forme di esistenza della materia, e quindi sono indissolubilmente legati alla materia, inseparabili da essa. "Dal punto di vista del materialismo scientifico, che si basa sui dati di scienze speciali, lo spazio e il tempo non sono realtà indipendenti dalla materia, ma forme interne della sua esistenza." Una connessione così inestricabile tra spazio e tempo e la materia in movimento è stata dimostrata con successo dalla teoria della relatività di Einstein.

La scoperta dei campi elettrici e magnetici divenne una delle scoperte fondamentali della fisica. Ha influenzato notevolmente l'ulteriore sviluppo della scienza, nonché le idee filosofiche sul mondo. Per qualche tempo non è stato possibile dimostrare scientificamente i campi elettromagnetici né è stato possibile costruire una teoria coerente attorno ad essi. Gli scienziati hanno avanzato molte ipotesi nel tentativo di spiegare la natura dei campi elettromagnetici. È così che B. Franklin spiegava i fenomeni elettrici con la presenza di una sostanza materiale speciale costituita da particelle molto piccole. Eulero cercò di spiegare i fenomeni elettromagnetici attraverso l'etere; disse che la luce rispetto all'etere è la stessa cosa del suono rispetto all'aria. In questo periodo si diffuse la teoria corpuscolare della luce, secondo la quale i fenomeni luminosi venivano spiegati dall'emissione di particelle da parte di corpi luminosi. Ci sono stati tentativi di spiegare i fenomeni elettrici e magnetici con l'esistenza di alcune sostanze materiali corrispondenti a questi fenomeni. “Furono assegnati a diverse sfere sostanziali. Anche all'inizio del XIX secolo. i processi magnetici ed elettrici erano spiegati rispettivamente dalla presenza di fluidi magnetici ed elettrici.

I fenomeni associati all'elettricità, al magnetismo e alla luce sono noti da molto tempo e gli scienziati, studiandoli, hanno cercato di spiegare questi fenomeni separatamente, ma dal 1820. un simile approccio divenne impossibile, poiché il lavoro svolto da Ampere e Ørsted non poteva essere ignorato. Nel 1820 Oersted e Ampere fecero delle scoperte a seguito delle quali divenne chiara la connessione tra elettricità e magnetismo. Ampere scoprì che se una corrente passa attraverso un conduttore situato vicino a un magnete, le forze del campo del magnete iniziano ad agire su questo conduttore. Oersted osservò un altro effetto: l'influenza della corrente elettrica che scorre attraverso un conduttore su un ago magnetico situato accanto al conduttore. Da ciò si potrebbe concludere che una variazione del campo elettrico è accompagnata dalla comparsa di un campo magnetico. Einstein ha notato il significato speciale delle scoperte fatte: “Il cambiamento nel campo elettrico prodotto dal movimento di una carica è sempre accompagnato da un campo magnetico - una conclusione basata sull'esperimento di Oersted, ma contiene qualcosa di più. Contiene il riconoscimento che la connessione tra il campo elettrico, che cambia nel tempo, e il campo magnetico è molto significativa."

Ulteriore sviluppo della teoria dell'elettromagnetismo da parte di numerosi scienziati, tra cui G.A. Lorenz, ha scosso la solita immagine del mondo. Pertanto, nella teoria elettronica di Lorentz, a differenza dell’elettrodinamica di Maxwell, la carica che genera il campo elettromagnetico non era più rappresentata formalmente; per Lorentz gli elettroni iniziarono a svolgere il ruolo di portatore di carica e sorgente di campo. Ma sulla strada per chiarire la connessione tra il campo elettromagnetico e la materia è sorto un nuovo ostacolo. La materia, in accordo con le idee classiche, era pensata come una formazione materiale discreta e il campo era rappresentato come un mezzo continuo. Le proprietà della materia e del campo erano considerate incompatibili. La prima persona a colmare questo divario tra materia e campo fu M. Planck. Arrivò alla conclusione che i processi di emissione e assorbimento dei campi da parte della materia avvengono in modo discreto, in quanti con l'energia Mi=hN. Di conseguenza, le idee sul campo e sulla materia sono cambiate e hanno portato al fatto che l'ostacolo al riconoscimento del campo come forma della materia è stato rimosso. Einstein andò oltre, suggerendo che la radiazione elettromagnetica non solo viene emessa e assorbita in porzioni, ma si diffonde in modo discreto. Ha detto che la radiazione libera è un flusso di quanti. Einstein associava il quanto di luce, per analogia con la materia, alla quantità di moto, la cui grandezza era espressa in termini di energia E/c=hN/C(l'esistenza di un impulso è stata dimostrata in esperimenti condotti dallo scienziato russo P. N. Lebedev in esperimenti sulla misurazione della pressione della luce su solidi e gas). Qui Einstein ha mostrato la compatibilità delle proprietà della materia e del campo, poiché il lato sinistro della relazione di cui sopra riflette le proprietà corpuscolari e il lato destro riflette le proprietà delle onde.

Pertanto, verso la fine del XIX secolo, si erano accumulati molti fatti riguardanti i concetti di campo e materia. Molti scienziati iniziarono a considerare il campo e la materia come due forme di esistenza della materia; sulla base di ciò, oltre a una serie di altre considerazioni, nacque la necessità di combinare meccanica ed elettrodinamica. “Tuttavia, si è rivelato impossibile collegare semplicemente le leggi dell’elettrodinamica alle leggi del moto di Newton e dichiararle un sistema unificato che descrive i fenomeni meccanici ed elettromagnetici in qualsiasi sistema di riferimento inerziale”. L'impossibilità di una tale unificazione delle due teorie derivava dal fatto che queste teorie, come accennato in precedenza, si basano su principi diversi; ciò si esprimeva nel fatto che le leggi dell'elettrodinamica, a differenza delle leggi della meccanica classica, non sono covariante rispetto alle trasformazioni galileiane.

La seconda strada si rivelò corretta, quella che Einstein seguì, creando la teoria della relatività speciale, che finalmente stabilì nuove idee sulla materia a pieno titolo.

Successivamente, la conoscenza della materia fu integrata e ampliata e l'integrazione delle proprietà meccaniche e ondulatorie della materia divenne più pronunciata. Ciò può essere dimostrato con l'esempio di una teoria presentata nel 1924 da Louis de Broglie, nella quale de Broglie suggerì che non solo le onde hanno proprietà corpuscolari, ma anche le particelle di materia, a loro volta, hanno proprietà ondulatorie. Quindi de Broglie associò una particella in movimento a una caratteristica dell'onda: la lunghezza d'onda l= h/p, Dove P- quantità di moto della particella. Sulla base di queste idee, E. Schrödinger creò la meccanica quantistica, dove il movimento di una particella viene descritto utilizzando le equazioni d'onda. E queste teorie, che mostravano la presenza di proprietà ondulatorie nella materia, sono state confermate sperimentalmente: si è scoperto, ad esempio, che quando le microparticelle attraversano un reticolo cristallino, è possibile osservare fenomeni che prima si pensava fossero inerenti solo alla luce, queste sono diffrazione e interferenza.

Ed è stata sviluppata anche una teoria quantistica del campo, che si basa sul concetto di campo quantistico - un tipo speciale di materia, che si trova nello stato di particella e nello stato di campo. Una particella elementare in questa teoria è rappresentata come uno stato eccitato di un campo quantistico. Un campo è lo stesso tipo speciale di materia caratteristica delle particelle, ma solo in uno stato non eccitato. In pratica, è stato dimostrato che se l’energia di un quanto del campo elettromagnetico supera l’energia intrinseca dell’elettrone e del positrone, che, come sappiamo dalla teoria della relatività, è pari a mc 2 e se un tale quanto entra in collisione con un nucleo, come risultato dell'interazione del quanto elettromagnetico e del nucleo apparirà una coppia elettrone-positrone. C'è anche un processo inverso: quando un elettrone e un positrone si scontrano, si verifica l'annichilazione: invece di due particelle, compaiono due quanti g. Tali trasformazioni reciproche del campo in materia e della materia nel campo indicano l'esistenza di una stretta connessione tra le forme materiali e quelle del campo della materia, che è stata presa come base per la creazione di molte teorie, inclusa la teoria della relatività.

Spazio e tempo

Leibniz non fu l'unico ad opporsi a Newton; tra i materialisti si può citare John Toland; anche lui, come Leibniz, rifiutava l'assolutizzazione dello spazio e del tempo; secondo lui sarebbe impossibile pensare allo spazio e al tempo senza la materia. Per Toland non esisteva uno spazio assoluto distinto dalla materia, che sarebbe il contenitore dei corpi materiali; Non esiste un tempo assoluto, isolato dai processi materiali. Spazio e tempo sono proprietà del mondo materiale.

“I successi delle scienze naturali, che portarono alla scoperta della materia allo stato di campo, la conoscenza matematica, che scoprì geometrie non euclidee, così come le conquiste del materialismo filosofico furono il fondamento su cui poggiava la dottrina dialettico-materialista del sorsero gli attributi della materia. Questa dottrina ha assorbito l’intero corpus delle scienze naturali e delle conoscenze filosofiche accumulate, basandosi su una nuova idea di materia”. Nel materialismo dialettico si riconosce che le categorie di spazio e tempo riflettono il mondo esterno, riflettono le proprietà generali e le relazioni degli oggetti materiali e quindi hanno un carattere generale: nessuna formazione materiale è concepibile al di fuori del tempo e dello spazio.

La scala infinita della conoscenza

La creazione della teoria della relatività fu il risultato naturale dell'elaborazione della conoscenza fisica accumulata dall'umanità. La teoria della relatività divenne lo stadio successivo nello sviluppo della scienza fisica, incorporando gli aspetti positivi delle teorie che l'avevano preceduta. Così Einstein nelle sue opere, pur negando l'assolutismo della meccanica newtoniana, non la scartò completamente; le diede il posto che le spetta nella struttura della conoscenza fisica, ritenendo che le conclusioni teoriche della meccanica siano adatte solo per una certa gamma di fenomeni . La situazione era simile con altre teorie su cui si basava Einstein; egli affermava la continuità delle teorie fisiche, affermando che “la teoria della relatività speciale è il risultato dell’adattamento dei fondamenti della fisica all’elettrodinamica di Maxwell-Lorentz. Prende in prestito dalla fisica precedente il presupposto della validità della geometria euclidea per le leggi della disposizione spaziale dei corpi assolutamente rigidi, del sistema inerziale e della legge d'inerzia. La teoria della relatività speciale accetta la legge di equivalenza di tutti i sistemi inerziali dal punto di vista della formulazione delle leggi della natura valide per tutta la fisica (principio speciale di relatività). Dall’elettrodinamica di Maxwell-Lorentz, questa teoria prende in prestito la legge di costanza della velocità della luce nel vuoto (il principio di costanza della velocità della luce).”

La teoria della relatività ha permesso di fare un enorme passo avanti nella descrizione del mondo che ci circonda, unendo concetti precedentemente separati di materia, movimento, spazio e tempo. Ha dato risposte a molte domande rimaste irrisolte per secoli, ha fatto una serie di previsioni che sono state successivamente confermate, una di queste previsioni è stata l'ipotesi fatta da Einstein sulla curvatura della traiettoria di un raggio di luce vicino al Sole. Ma allo stesso tempo sono sorti nuovi problemi per gli scienziati. Cosa c'è dietro il fenomeno della singolarità, cosa succede alle stelle giganti quando “muoiono”, cos'è realmente il collasso gravitazionale, come è nato l'universo - sarà possibile risolvere queste e molte altre domande solo salendo un ulteriore gradino verso l'alto conoscenza della scala infinita.

Orlov V.V. Fondamenti di filosofia (prima parte)

Newton I. Principi matematici della filosofia naturale.

Tutoraggio

Hai bisogno di aiuto per studiare un argomento?

I nostri specialisti ti consiglieranno o forniranno servizi di tutoraggio su argomenti che ti interessano.
Invia la tua candidatura indicando subito l'argomento per conoscere la possibilità di ottenere una consulenza.