La teoria della relatività di Einstein da un punto di vista filosofico. Conclusioni filosofiche dalla teoria della relatività. Il problema di determinare le opinioni filosofiche di Einstein

Per vedere il significato della teoria della relatività di Einstein per l'evoluzione del pensiero fisico, bisogna prima soffermarsi sui concetti più generali della relatività della posizione e del movimento dei corpi e dell'omogeneità dello spazio e del tempo. Nella teoria di Einschiein è coinvolta l'omogeneità e l'isotropia dello spazio-tempo. Immaginiamo una particella materiale persa in uno spazio infinito, assolutamente vuoto. Cosa significano in questo caso le parole “posizione spaziale” della particella? Queste parole corrispondono a qualche proprietà reale della particella? Se ci fossero altri corpi nello spazio, potremmo determinare la posizione di una data particella rispetto ad essi, ma se lo spazio è vuoto, la posizione di una data particella risulta essere un concetto privo di significato. La posizione spaziale ha un significato fisico solo nel caso in cui ci siano altri corpi nello spazio che fungono da corpi di riferimento. Se prendiamo corpi diversi come corpi di riferimento, arriveremo a definizioni diverse della posizione spaziale di una data particella. Possiamo associare un certo sistema di riferimento a qualsiasi corpo, ad esempio un sistema di coordinate rettangolari. Tali sistemi sono uguali: in qualunque sistema di riferimento determiniamo la posizione dei punti che compongono un dato corpo, le dimensioni e la forma del corpo saranno le stesse, e misurando le distanze tra i punti non troveremo un criterio per distinguere un sistema di riferimento da un altro. Possiamo posizionare l'origine delle coordinate in qualsiasi punto dello spazio, quindi trasferire questa origine in qualsiasi altro punto, oppure ruotare gli assi, o fare entrambe le cose: la forma e le dimensioni del corpo con tale trasferimento e rotazione non cambieranno, dalla distanza tra due punti fissi qualsiasi di questo corpo. L'invarianza di tale distanza durante la transizione da un sistema di riferimento all'altro si chiama invarianza rispetto alla transizione specificata. Diciamo che le distanze tra i punti del corpo sono invarianti quando ci si sposta da un sistema di coordinate rettangolari a un altro, con diversa origine e diversa direzione degli assi. Le distanze tra i punti del corpo servono come invarianti di tali trasformazioni di coordinate. L'invarianza delle distanze tra punti rispetto alla traslazione dell'origine delle coordinate esprime l'omogeneità dello spazio, l'uguaglianza di tutti i suoi punti rispetto all'origine delle coordinate. Se i punti dello spazio sono uguali, allora non possiamo determinare la posizione spaziale del corpo in modo assoluto, non possiamo trovare un quadro di riferimento privilegiato. Quando parliamo di posizione del corpo, ad es. circa le coordinate dei suoi punti, allora è necessario indicare il sistema di riferimento. La "posizione spaziale" in questo senso è un concetto relativo: un insieme di quantità che cambiano quando ci si sposta da un sistema di coordinate a un altro sistema, in contrasto con le distanze tra i punti, che non cambiano durante la transizione specificata. L'omogeneità dello spazio si esprime ulteriormente nel fatto che un corpo libero, spostandosi da un luogo all'altro, mantiene la stessa velocità e, di conseguenza, conserva lo slancio acquisito. Spieghiamo ogni cambiamento di velocità e, di conseguenza, di quantità di moto non dal fatto che il corpo si è mosso nello spazio, ma dall'interazione dei corpi. Attribuiamo la variazione della quantità di moto di un dato corpo a un certo campo di forze in cui si trova il corpo in questione. Conosciamo anche l'omogeneità del tempo. Si esprime nella conservazione dell'energia. Se nel tempo l'influenza subita da un dato corpo da parte di altri corpi non cambia, in altre parole, se altri corpi agiscono in modo invariato su un dato corpo, allora la sua energia si conserva. Attribuiamo la variazione dell'energia di un corpo ai cambiamenti nel tempo delle forze che agiscono su di esso, e non al tempo stesso. Il tempo in sé non cambia l'energia del sistema e, in questo senso, tutti i momenti sono uguali. Non possiamo trovare un momento privilegiato nel tempo, così come non possiamo trovare un punto nello spazio che differisca da altri punti nel comportamento della particella che colpisce quel punto. Poiché tutti gli istanti sono uguali, possiamo contare il tempo da qualsiasi istante, dichiarandolo quello iniziale. Considerando il corso degli eventi, siamo convinti che essi procedano in maniera immutabile, indipendentemente dalla scelta del momento iniziale, dall'inizio del conto alla rovescia. Potremmo dire che il tempo è relativo, nel senso che passando da un punto di riferimento temporale a un altro, la descrizione degli eventi rimane valida e non necessita di revisione. Tuttavia, la relatività del tempo è solitamente intesa come qualcos'altro. Nel senso semplice ed evidente dell'indipendenza del flusso degli eventi dalla scelta del momento iniziale, la relatività del tempo non poteva diventare la base di una teoria nuova, per nulla ovvia, ribaltando la consueta idea di tempo.

Per relatività del tempo intendiamo la dipendenza del flusso del tempo dalla scelta di un sistema di riferimento spaziale. Di conseguenza, il tempo assoluto è il tempo che non dipende dalla scelta del sistema di coordinate spaziali, che scorre uniformemente su tutti i sistemi di riferimento spostandosi l'uno rispetto all'altro - una sequenza di momenti che si verificano simultaneamente in tutti i punti dello spazio. Nella fisica classica, c'era un'idea del flusso del tempo, che non dipende dai movimenti reali del corpo, del tempo che scorre attraverso l'Universo con la stessa velocità. Quale processo reale sta alla base di un simile concetto di tempo assoluto, di un istante che si verifica simultaneamente in punti distanti nello spazio? Ricordiamo le condizioni per identificare il tempo in diversi punti

spazio. L'ora di un evento accaduto al punto a 41 0 e l'ora di un evento accaduto al punto a 42 0 possono essere identificati se gli eventi sono collegati dall'impatto istantaneo di un evento su un altro. Sia un corpo rigido nel punto a 41 0, collegato mediante un'asta assolutamente rigida e completamente indeformabile ad un corpo situato nel punto a 42 0. La spinta ricevuta dal corpo nel punto a 41 0 è istantanea, con velocità infinita , trasmesso attraverso l'asta al corpo nel punto 4 0a 42 0. Entrambi i corpi si muoveranno nello stesso istante. Ma il punto è che in natura non esistono aste assolutamente rigide, non esistono azioni istantanee di un corpo su un altro. Le interazioni dei corpi si trasmettono ad una velocità finita, senza mai superare la velocità della luce. Nell'asta che collega i corpi, quando viene spinta, avviene una deformazione, che si propaga con velocità finita da un'estremità all'altra dell'asta, proprio come un segnale luminoso viaggia con velocità finita dalla sorgente luminosa allo schermo. In natura non esistono processi fisici istantanei che colleghino eventi accaduti in punti dello spazio distanti tra loro. Il concetto di "stesso punto nel tempo" ha un significato assoluto. Finora non siamo di fronte a movimenti lenti di corpi e possiamo attribuire velocità infinita a un segnale luminoso, a una spinta trasmessa attraverso un'asta solida, o a qualsiasi altra interazione di corpi in movimento. Nel mondo dei movimenti veloci, rispetto al quale la propagazione della luce e l'interazione tra i corpi non possono più essere attribuite a velocità infinitamente maggiori. In questo mondo, il concetto di simultaneità ha un significato relativo e dobbiamo abbandonare la solita immagine di un unico tempo che scorre attraverso l'Universo: una sequenza degli stessi momenti simultanei in diversi punti dello spazio. La fisica classica procede da un'immagine simile. Ammette che la stessa cosa accade istantaneamente ovunque: sulla Terra, sul Sole, su Sirio, sulle nebulose extragalattiche così lontane da noi che la loro luce impiega miliardi di anni per raggiungerci. Se le interazioni dei corpi (ad esempio, le forze gravitazionali che collegano tutti i corpi della natura) si propagassero istantaneamente, con velocità infinita, potremmo parlare della coincidenza del momento in cui un corpo comincia a influenzare un altro, e del momento in cui un secondo corpo, distante dal primo, sperimenta questa influenza. Chiamiamo segnale l'effetto di un corpo su un altro corpo distante da esso. La trasmissione istantanea del segnale è la base per identificare i momenti che si verificano in punti distanti nello spazio. Questa identificazione può essere considerata come la sincronizzazione dell'orologio. Spesso il compito è quello di garantire che gli orologi al punto a 41 e al punto a 42 indichino la stessa ora. Se esistono segnali istantanei, questo compito non è difficile. L'orologio potrebbe essere sincronizzato via radio, con un segnale luminoso, con un colpo di cannone, con un impulso meccanico (ad esempio, posizionando le lancette dell'orologio in un 41 e in un 42 su un lungo albero assolutamente rigido), se il ricevitore radio, la luce, il suono e le sollecitazioni meccaniche presenti nell'albero venivano trasmessi a una velocità infinitamente elevata. In questo caso potremmo parlare di puramente connessioni spaziali in natura, sui processi che si verificano in un periodo di tempo pari a zero. Di conseguenza, la geometria tridimensionale avrebbe veri e propri prototipi fisici. In questo caso potremmo considerare lo spazio fuori dal tempo, e tale visione darebbe un’idea precisa della realtà. I segnali temporali istantanei servono come equivalente fisico diretto della geometria tridimensionale. Vediamo che la geometria tridimensionale trova un prototipo diretto nella meccanica classica, che comprende l’idea della velocità infinita dei segnali, della propagazione istantanea delle interazioni tra corpi distanti. La meccanica classica ammette che esistono processi fisici reali che possono essere descritti con assoluta accuratezza mediante la fotografia istantanea. La fotografia istantanea, stereoscopica ovviamente, è come una sezione spaziale tridimensionale del mondo spazio-temporale, è un mondo quadridimensionale di eventi, ripresi nello stesso momento. L'interazione infinitamente veloce è un processo che può essere descritto nel quadro di un'immagine temporale istantanea del mondo. Ma la teoria del campo come mezzo fisico reale esclude l'azione newtoniana istantanea a lungo raggio e la propagazione istantanea dei segnali attraverso un mezzo intermedio. Non solo il suono, ma anche i segnali luminosi e radio hanno una velocità finita. La velocità della luce è la velocità massima dei segnali. Qual è il significato fisico della simultaneità in questo caso? Cosa corrisponde alla sequenza di istanti uguali per l'intero Universo? Cosa corrisponde al concetto di un tempo unico, che scorre uniformemente in tutto il mondo? Possiamo trovare un significato fisico al concetto di simultaneità e dare così una realtà indipendente all'aspetto puramente spaziale dell'esistenza, da un lato, e al tempo assoluto, dall'altro, anche nel caso in cui tutte le interazioni si propagano a velocità finita . Ma la condizione necessaria è l'esistenza di un etere mondiale generalmente immobile e la capacità di determinare in modo assoluto le velocità dei corpi in movimento, rapportandoli all'etere come un unico corpo di riferimento privilegiato. Immaginiamo una nave con schermi a prua e a poppa. Una lanterna è accesa al centro della nave a uguale distanza da entrambi gli schermi. La luce della lanterna raggiunge simultaneamente gli schermi e si possono individuare i momenti in cui ciò accade. La luce cade sullo schermo situato a prua della nave nello stesso istante dello schermo situato a poppa. Troviamo così un prototipo fisico di simultaneità. La sincronizzazione con l'aiuto di segnali luminosi che arrivano simultaneamente a due punti da una sorgente situata ad uguale distanza da essi è possibile se la sorgente luminosa e questi due punti sono a riposo nell'etere mondiale, ad es. quando la nave è immobile rispetto all'etere. La sincronizzazione è possibile anche quando la nave si muove in aria. In questo caso la luce raggiungerà lo schermo a prua della nave un po' più tardi e lo schermo a poppa un po' prima. Ma, conoscendo la velocità della nave rispetto all'etere, possiamo determinare l'avanzamento del raggio che va allo schermo di poppa e il ritardo del raggio che va allo schermo di prua e, tenendo conto dell'avanzamento indicato e ritardare, sincronizzare gli orologi installati a poppa e a prua della nave. Possiamo inoltre sincronizzare gli orologi di due navi che si muovono rispetto all'etere a velocità diverse ma costanti a noi note. Ma per questo è anche necessario che la velocità delle navi rispetto all'etere abbia un certo significato e un certo significato: qui sono possibili due casi. Se la nave, durante il movimento, trasporta completamente l'etere situato tra la lanterna e gli schermi, non ci sarà alcun ritardo nel raggio che va allo schermo a prua della nave. Quando l'etere è completamente trascinato, la nave non si sposta rispetto all'etere situato sopra il ponte e la velocità della luce rispetto alla nave non dipende dal movimento della nave. Potremo però registrare il movimento della nave utilizzando effetti ottici. La velocità della luce non cambierà rispetto alla nave, ma cambierà rispetto alla riva. Lasciamo che la nave si muova lungo il terrapieno: sul terrapieno ci sono due schermi a 41 e a 42, e la distanza tra loro è uguale alla distanza tra gli schermi sulla nave. Quando gli schermi sulla nave in movimento sono di fronte agli schermi sull'argine, al centro della nave viene accesa una lanterna. Se la nave porta con sé l'etere, allora la luce della lanterna raggiungerà contemporaneamente lo schermo di poppa e lo schermo di prua, ma in questo caso la luce raggiungerà gli schermi sul terrapieno immobile in momenti diversi. In una direzione, la velocità della nave rispetto all'argine verrà aggiunta alla velocità della luce e nell'altra direzione la velocità della nave dovrà essere sottratta dalla velocità della luce. Questo risultato - diverse velocità della luce rispetto alla riva - si verificherà se la nave verrà portata via dall'etere. Se la nave non trasporta l'etere, la luce si muoverà alla stessa velocità rispetto alla riva e a velocità diverse rispetto alla nave. Pertanto, in entrambi i casi, la variazione della velocità della luce sarà il risultato del movimento della nave. Se la nave si muove trascinando l'etere, cambia la velocità rispetto alla riva; se la nave non trasporta l'etere, cambia la velocità della luce rispetto alla nave stessa. A metà del XIX secolo, la sperimentazione ottica e le tecniche di misurazione permisero di rilevare differenze molto piccole nella velocità della luce. Si è scoperto che è possibile verificare se i corpi in movimento trascinano o meno l'etere. Nel 1851 Fizeau (1819 - 1896) dimostrò che i corpi non trascinano completamente l'etere. La velocità della luce rispetto ai corpi stazionari non cambia quando la luce attraversa un mezzo in movimento. Fizeau fece passare un raggio di luce attraverso un tubo fisso attraverso il quale scorreva l'acqua. In sostanza, l'acqua ha svolto il ruolo di una nave e il tubo - una riva immobile. Il risultato dell'esperimento di Fizeau ha portato a un'immagine del movimento dei corpi in un etere immobile senza trascinare l'etere. La velocità di questo movimento può essere determinata dal ritardo con cui il raggio raggiunge il corpo (ad esempio, il raggio diretto verso lo schermo a prua di una nave in movimento), rispetto al raggio che va verso il corpo (ad esempio, rispetto al fascio della torcia diretto verso lo schermo di poppa). Quindi era possibile, come sembrava allora, distinguere un corpo immobile rispetto all'etere da un corpo che si muoveva nell'etere. Nel primo la velocità della luce è la stessa in tutte le direzioni, nel secondo non cambia a seconda della direzione del raggio. Esiste una differenza assoluta tra quiete e movimento; differiscono l'uno dall'altro nella natura dei processi ottici nei mezzi in quiete e in movimento. Questo punto di vista ha permesso di parlare dell'assoluta simultaneità degli eventi e della possibilità di sincronizzazione assoluta degli orologi. I segnali luminosi raggiungono nello stesso istante punti situati alla stessa distanza da una sorgente stazionaria. Se la sorgente luminosa e gli schermi si muovono rispetto all'etere. Successivamente possiamo determinare e tenere conto del ritardo del segnale luminoso causato da questo movimento. E consideriamo come uno stesso istante 1) il momento in cui la luce colpisce lo schermo anteriore, corretto per il ritardo, e 2) il momento in cui la luce colpisce lo schermo posteriore, corretto per l'anticipo. La differenza nella velocità di propagazione della luce indicherà il movimento della sorgente luminosa e degli schermi rispetto all'etere, il corpo di riferimento assoluto. L'esperimento, che avrebbe dovuto mostrare il cambiamento nella velocità della luce nei corpi in movimento e, di conseguenza, la natura assoluta del movimento di questi corpi, fu condotto nel 1881 da Michelson (1852-1931). Successivamente, è stato ripetuto più di una volta. In sostanza, l'esperimento di Michelson corrispondeva al confronto della velocità dei segnali che viaggiavano verso gli schermi a poppa e a prua di una nave in movimento. Ma la Terra stessa veniva usata come una nave, muovendosi nello spazio ad una velocità di circa 30 km/sec. Inoltre, non abbiamo confrontato la velocità del raggio che raggiunge il corpo e quella del raggio che si dirige verso il corpo, ma la velocità di propagazione della luce nelle direzioni longitudinale e trasversale. Nello strumento utilizzato nell'esperimento di Michelson, il cosiddetto interferometro, un raggio andava nella direzione del movimento della Terra - nel braccio longitudinale dell'interferometro, e l'altro raggio - nel braccio trasversale. Si supponeva che la differenza nella velocità di questi raggi dimostrasse la dipendenza della velocità della luce nel dispositivo dal movimento della Terra. I risultati dell'esperimento di Michelson furono negativi. Sulla superficie della Terra la luce viaggia alla stessa velocità in tutte le direzioni. Questa conclusione sembrava estremamente paradossale. Si supponeva che ciò portasse ad un rifiuto fondamentale della regola classica della somma delle velocità. La velocità della luce è la stessa in tutti i corpi che si muovono uniformemente e rettilineamente l'uno rispetto all'altro. La luce passa ad una velocità costante di circa 300.000 km/sec, oltre un corpo fermo, oltre un corpo che si muove verso la luce, oltre un corpo che la luce raggiunge. La luce è un viaggiatore che cammina lungo i binari, tra i binari, alla stessa velocità rispetto a un treno in arrivo, rispetto a un treno che va nella stessa direzione, rispetto al binario stesso, rispetto a un aereo che lo sorvola, ecc. Oppure un passeggero che si muove lungo la carrozza di un treno in corsa alla stessa velocità rispetto alla carrozza e rispetto alla Terra.Per abbandonare i principi classici che sembravano del tutto ovvi e indiscutibili, ci sono voluti forza e coraggio brillanti di pensiero fisico. Predecessore immediato. Einstein si avvicinò molto alla teoria della relatività, ma non seppe fare il passo decisivo, non riuscì ad ammettere che la luce, non in apparenza, ma in realtà, si propaga alla stessa velocità rispetto a corpi spostati l'uno rispetto all'altro.

Lorentz (1853-1928) avanzò una teoria che preserva l'etere immobile e la regola classica per sommare le velocità e allo stesso tempo è compatibile con i risultati degli esperimenti di Michelson. Lorenz ha suggerito che tutti i corpi sperimentano una contrazione longitudinale durante il movimento; riducono la loro estensione lungo la direzione del movimento. Se tutti i corpi riducono le loro dimensioni longitudinali, tale riduzione non può essere rilevata mediante misurazione diretta. Lorentz considera quindi la costanza della velocità della luce scoperta da Michelson come un risultato puramente fenomenologico della mutua compensazione di due effetti del movimento: una diminuzione della velocità della luce e una riduzione della distanza percorsa. Da questo punto di vista la regola classica per sommare le velocità resta incrollabile. La natura assoluta del movimento è preservata: esiste un cambiamento nella velocità della luce; quindi il movimento può essere attribuito non ad altri corpi uguali all'etere, ma al corpo universale di riferimento: l'etere immobile. La contrazione è di natura assoluta: esiste una vera lunghezza della verga a riposo rispetto all'etere, in altre parole, una verga a riposo in senso assoluto. Nel 1905 Albert Einstein (1879-1955) pubblicò l'articolo “Sull'elettrodinamica dei corpi in movimento”. Per Einstein il movimento assoluto non si nasconde all'osservatore, ma semplicemente non esiste. Se il movimento relativo all'etere non provoca alcuna effetti sui corpi in movimento, allora è un concetto fisicamente privo di significato. Pertanto, dall'immagine fisica del mondo viene eliminato il concetto di un unico tempo che copre l'intero Universo. Qui Einstein si è avvicinato ai problemi più fondamentali della scienza: i problemi dello spazio, tempo e la loro connessione reciproca. Se non esiste l'etere mondiale, allora è impossibile attribuire l'immobilità a un certo corpo e su questa base considerarlo l'inizio di un sistema di coordinate immobile, in senso assoluto, privilegiato. Allora non possiamo Parliamo dell'assoluta simultaneità degli eventi, non possiamo dire che due eventi che sono simultanei in un sistema di coordinate saranno simultanei in qualsiasi altro sistema di coordinate.

Le idee espresse da Einstein nel 1905 attirarono negli anni a venire l'interesse di ambienti molto ampi. La gente sentiva che una teoria che invadeva così audacemente le idee tradizionali sullo spazio e sul tempo non poteva che portare, nel suo sviluppo e nella sua applicazione, a cambiamenti industriali, tecnici e culturali molto profondi. Naturalmente, solo ora è diventato chiaro il percorso dal ragionamento astratto su spazio e tempo all'idea di colossali riserve di energia nascoste nelle profondità della materia e in attesa di essere liberate per cambiare il volto della tecnologia e della cultura di produzione. Fino alla metà del nostro secolo, in tutti i settori della tecnologia, venivano utilizzati solo cambiamenti così insignificanti nell'energia a riposo e nella massa a riposo dei corpi. Ora sono apparse reazioni praticamente applicate, in cui il corpo principale dell'energia di riposo contenuta in una sostanza viene speso o reintegrato. Nella fisica moderna esiste l'idea della completa transizione dell'energia di riposo in energia di movimento, ad es. sulla trasformazione di una particella con massa a riposo in una particella con massa a riposo nulla e un'energia di movimento e una massa di movimento molto grandi. Tali transizioni si osservano in natura. L’applicazione pratica di tali processi è ancora molto lontana. Ora vengono utilizzati processi che rilasciano l'energia interna dei nuclei atomici. L'energia nucleare si è rivelata la prova sperimentale e pratica decisiva della teoria della relatività di Einstein.

Nel 1907-1908 Herman Minkovsky (1864 - 1908) diede alla teoria della relatività una forma geometrica molto armoniosa e importante per la successiva generalizzazione. Nell'articolo "Il principio di relatività" (1907) e nel rapporto "Spazio e tempo" (1908), la teoria di Einstein fu formulata sotto forma di una dottrina degli invarianti della geometria euclidea quadridimensionale.Quando una figura geometrica si muove in spazio, le coordinate dei punti cambiano, ma le distanze tra loro rimangono invariate. Di per sé, la rappresentazione quadridimensionale del movimento delle particelle può essere facilmente compresa; sembra quasi ovvia e, in effetti, familiare. Tutti lo sanno eventi reali sono determinati da quattro numeri: tre coordinate spaziali e il tempo trascorso prima dell'evento dall'inizio della cronologia, o dall'inizio dell'anno, o dall'inizio del giorno. scienza naturale dello spazio della materia

Nel 1908 Minkowski presentò la teoria della relatività sotto forma di geometria quadridimensionale. Chiamò “evento” la presenza di una particella in un punto definito da quattro coordinate, poiché in meccanica un evento dovrebbe essere inteso come qualcosa di definito nello spazio e nel tempo: la presenza di una particella in un certo punto spaziale in un certo momento. Inoltre, ha chiamato la totalità degli eventi - la diversità spazio-temporale - "il mondo", poiché il mondo reale si svolge nello spazio e nel tempo. Una linea che descrive il movimento di una particella, ad es. Minkowski chiamò una linea quadridimensionale, ogni punto della quale è determinato da quattro coordinate, una “linea del mondo”.

L'omogeneità dello spazio-tempo fa sì che in natura non vi siano punti distinti del mondo spazio-temporale. Non esiste alcun evento che costituirebbe l'inizio assoluto di un quadro di riferimento spazio-temporale quadridimensionale. Alla luce delle idee presentate da Einstein nel 1905, la distanza quadridimensionale tra i punti del mondo, cioè l'intervallo spazio-temporale non cambierà quando questi punti vengono spostati insieme lungo la linea d'universo. Ciò significa che la connessione spazio-temporale di due eventi non dipende da quale punto del mondo viene scelto come origine e che qualsiasi punto del mondo può svolgere il ruolo di tale origine. Pertanto, l’idea di omogeneità è l’idea centrale della scienza nei secoli XVII-XX. È costantemente generalizzato, trasferito dallo spazio al tempo e, inoltre, allo spazio-tempo.

Nel 1911-1916. Einstein creò la teoria generale della relatività. La teoria, creata nel 1905, è chiamata teoria della relatività speciale, poiché è valida solo per un caso speciale, il moto rettilineo e uniforme.

Per molti anni Einstein ebbe l'idea di subordinare il movimento accelerato al principio di relatività e di creare una teoria generale della relatività, che considerasse non solo il movimento inerziale, ma anche tutti i tipi di movimento. La forza d'inerzia agisce uniformemente su tutti gli oggetti Esiste una forza che agisce uniformemente anche su tutti i corpi. Questa è la forza di gravità.

Einstein chiamò principio di equivalenza l'affermazione sull'equivalenza tra la forza di gravità che agisce su un sistema e la forza di inerzia che si manifesta durante il movimento accelerato. Questo principio ci permette di considerare relativo il moto accelerato. In effetti, le manifestazioni del movimento accelerato (forze di inerzia) non sono diverse dalle forze di gravità in un sistema stazionario. Ciò significa che non esiste un criterio interno per il movimento e il movimento può essere giudicato solo in relazione a corpi esterni. Il movimento, compreso il movimento accelerato del corpo A, consiste nel cambiare la distanza da un corpo di riferimento B, e possiamo con lo stesso diritto dire che B si muove rispetto ad A.

Einstein identificò la gravità, che piega le linee d’universo dei corpi in movimento, con la curvatura dello spazio-tempo. Questa idea sarà sempre un esempio del coraggio e della profondità del pensiero fisico e allo stesso tempo un esempio della nuova natura del pensiero scientifico, che trova reali equivalenti fisici delle relazioni geometriche euclidee e non euclidee. Un corpo lasciato a se stesso si muove in linea retta nello spazio tridimensionale. Si muove in linea retta nel mondo spazio-temporale quadridimensionale, poiché sul grafico spazio-temporale ogni spostamento lungo l'asse del tempo (ogni incremento nel tempo) è accompagnato dallo stesso incremento nella distanza spaziale percorsa. Pertanto, i movimenti per inerzia corrispondono a linee di universo rette, ad es. linee rette dello spazio-tempo quadridimensionale. i movimenti accelerati corrispondono alle linee curve del mondo spazio-temporale quadridimensionale. La gravità imprime la stessa accelerazione ai corpi. Imprime la stessa accelerazione alla luce. Di conseguenza, la gravità piega le linee del mondo. Se le linee rette tracciate su un piano si rivelassero improvvisamente curve e acquisissero la stessa curvatura, supporremmo che il piano fosse curvo e diventasse una superficie curva, ad esempio la superficie di una palla. Forse la gravità, piegando uniformemente le linee del mondo, significa che lo spazio-tempo in un dato punto del mondo (in un dato punto spaziale e in un dato momento nel tempo) ha acquisito una certa curvatura. Un cambiamento delle forze gravitazionali, un cambiamento nell'intensità e nella direzione della gravità, può quindi essere considerato come un cambiamento nella curvatura dello spazio-tempo. La curvatura della linea non richiede spiegazione. Anche la curvatura della superficie è una rappresentazione piuttosto visiva. Sappiamo che su una superficie curva, ad esempio la superficie del globo, i teoremi della geometria euclidea sul piano cessano di essere validi. Invece di linee rette, altre linee geodetiche diventano le linee più corte, ad esempio, nel caso della superficie di una palla di un arco di cerchio massimo: per percorrere il percorso più breve da nord a sud, è necessario spostarsi lungo l'arco della meridiano. Su una linea geodetica, che sostituisce una linea retta, si possono abbassare molte perpendicolari diverse da un punto, ad esempio da un polo all'equatore. Non possiamo visualizzare la curvatura dello spazio tridimensionale. Ma possiamo chiamare curvatura la deviazione del mondo tridimensionale dalla geometria euclidea. Possiamo fare lo stesso con una varietà quadridimensionale. Ripetiamo i punti di partenza della teoria generale della relatività. In ogni punto situato nel campo delle forze gravitazionali di qualsiasi grande massa, ad esempio il Sole, tutti i corpi cadono con la stessa accelerazione, e non solo i corpi, ma anche la luce acquisisce accelerazione, e la stessa accelerazione dipende dalla massa del Sole . Nella geometria quadridimensionale, tale accelerazione può essere rappresentata come un mondo spazio-temporale. Secondo la teoria generale della relatività, la presenza di masse pesanti piega il mondo spazio-temporale, e questa curvatura si esprime nella gravità, modificando i percorsi e le velocità dei corpi e dei raggi luminosi. Nel 1919, le osservazioni astronomiche confermarono la teoria della gravità di Einstein: la relatività generale. I raggi delle stelle vengono piegati mentre passano vicino al Sole e le loro deviazioni dalla traiettoria rettilinea risultano essere le stesse calcolate teoricamente da Einstein. La curvatura dello spaziotempo cambia a seconda della distribuzione delle masse pesanti. Se inizi un viaggio attraverso l'Universo senza cambiare direzione, ad es. seguendo le linee geodetiche dello spazio circostante, incontreremo lungo il percorso collinette quadridimensionali - i campi gravitazionali dei pianeti, montagne - i campi gravitazionali delle stelle, grandi creste - i campi gravitazionali delle galassie. Viaggiando in questo modo attraverso la superficie della Terra, noi, oltre alle colline e alle montagne, conosciamo la curvatura superficie terrestre in generale e siamo fiduciosi che, proseguendo il viaggio nella stessa direzione, ad esempio lungo l'equatore, ritorneremo nel luogo da cui siamo partiti. Viaggiando nell'Universo incontriamo anche la curvatura generale dello spazio, che si riferisce ai campi gravitazionali dei pianeti, delle stelle e delle galassie, proprio come la curvatura della Terra si riferisce al rilievo della sua superficie. Se non solo lo spazio, ma anche il tempo fossero curvi, torneremmo, come risultato del viaggio spaziale, al percorso spaziale originario e alla posizione spaziale originaria. Questo è impossibile. Einstein suggerì che solo lo spazio è curvo.

Nel 1922, A.A. Friedman (1888-1925) avanzò un'ipotesi sul cambiamento del raggio della curvatura generale dello spazio nel tempo. Alcune osservazioni astronomiche confermano questa ipotesi; le distanze tra le galassie aumentano nel tempo e le galassie si allontanano. Tuttavia, i concetti cosmologici associati alla teoria della relatività generale sono ancora molto lontani dalla certezza e dall'unicità caratteristiche della teoria della relatività speciale.

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 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.

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.

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.

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 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.

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 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."

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 molto ulteriori sviluppi scienza e 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.

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.

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.

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”.

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 il cambiamento campo elettrico accompagnato 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."

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.

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=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.

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.

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 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 - 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 sarebbe il contenitore dei corpi materiali; Non esiste un tempo assoluto, isolato dai processi materiali. Spazio e tempo sono proprietà del 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.

“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.

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, 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.

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

INTRODUZIONE 3
1. MATERIA, SPAZIO, TEMPO 4
2. RAGIONI DELLA NASCITA DELLE TEORIE DELLA RELATIVITÀ
EINSTEIN9
3. LA TEORIA DELLA RELATIVITÀ DI A. EINSTEIN 13
CONCLUSIONE 19
RIFERIMENTI 20

INTRODUZIONE

Risultati scienza moderna indicare la preferenza per un approccio relazionale alla comprensione dello spazio e del tempo. A questo proposito, innanzitutto, è necessario evidenziare le conquiste della fisica del XX secolo. La creazione della teoria della relatività è stato un passo significativo nella comprensione della natura dello spazio e del tempo, che ci consente di approfondire, chiarire e concretizzare le idee filosofiche sullo spazio e sul tempo.
Albert Einstein, fisico teorico, uno dei fondatori della fisica moderna, è nato in Germania, ha vissuto in Svizzera dal 1893, in Germania dal 1914, emigrò negli USA nel 1933. La sua creazione della teoria della relatività divenne la scoperta più fondamentale del 20° secolo, che ebbe un enorme impatto sull'intero quadro del mondo,
Secondo i ricercatori moderni, la teoria della relatività ha eliminato il tempo universale e ha lasciato solo il tempo locale, che è determinato dall'intensità dei campi gravitazionali e dalla velocità di movimento degli oggetti materiali. Einstein formulò disposizioni fondamentalmente nuove e metodologicamente importanti che aiutarono a comprendere meglio le caratteristiche dello spazio e del tempo in varie sfere della realtà oggettiva.

1. MATERIA, SPAZIO, TEMPO

Se diciamo che con materia si intende il mondo esterno che esiste indipendentemente dalla nostra coscienza, allora molti saranno d'accordo con questo approccio. È anche correlato alle idee a livello di senso comune. E a differenza di alcuni filosofi, che ritenevano frivolo ragionare al livello del pensiero quotidiano, i materialisti accettano questo “atteggiamento naturale” come base delle loro costruzioni teoriche.
Ma, concordando con una comprensione così preliminare della materia, dandola per scontata, le persone non provano un senso di sorpresa e ammirazione per il suo significato profondo, la ricchezza di possibilità metodologiche che si aprono nel suo contenuto. Una breve analisi storica dei precedenti concetti di materia e la comprensione dell'essenza di questa categoria ci aiuteranno a valutarne il significato.
I limiti del materialismo del XVIII secolo. nella comprensione della materia si esprimeva principalmente nell'assolutizzazione della conoscenza scientifica raggiunta, nei tentativi di “dotare” la materia di caratteristiche fisiche. Pertanto, nelle opere di P. Holbach, insieme alla comprensione più generale della materia come un mondo percepito attraverso i sensi, si dice che la materia ha proprietà assolute come la massa, l'inerzia, l'impenetrabilità e la capacità di avere una figura.
Ciò significa che il principio fondamentale della materialità era la materialità, la fisicità degli oggetti che circondano una persona. Tuttavia, con questo approccio, fenomeni fisici come l'elettricità e il campo magnetico andavano oltre i limiti della materialità, che chiaramente non avevano la capacità di avere una figura.
C'era anche una comprensione della materia come sostanza, che è particolarmente caratteristica della filosofia di B. Spinoza. "La sostanza non è il mondo, che circonda una persona, ma qualcosa dietro questo mondo, che ne determina l'esistenza." La sostanza ha attributi come estensione e pensiero. Allo stesso tempo, non era chiaro come una sostanza unica, eterna e immutabile fosse collegata al mondo delle cose mutevoli. Da qui sono nate metafore ironiche, paragonando una sostanza ad una gruccia a cui sono appese varie proprietà, lasciandola invariata.
I limiti della comprensione della materia in entrambe le sue varianti furono chiaramente rivelati nel XIX secolo. Di solito la ragione principale che rende necessario il passaggio a una nuova comprensione della materia come categoria filosofica è la crisi dei fondamenti metodologici della fisica su inizio del XIX secolo e XX secolo
Come è noto, la conquista più significativa della filosofia del marxismo è stata la scoperta di una concezione materialistica della storia. Esistenza sociale, secondo questa teoria, determina la coscienza sociale. Tuttavia rapporti economici determinano solo in ultima analisi il funzionamento e lo sviluppo della società; la coscienza sociale e l'ideologia sono relativamente indipendenti e influenzano anche lo sviluppo sociale. Questo è il modo in cui la teoria marxista differisce dal “determinismo economico”.
Nella teoria marxista, i confini della materialità sembrano essere ampliati, che includono non solo gli oggetti stessi con la loro materialità e fisicità, ma anche proprietà e relazioni (non solo il fuoco, ma anche la proprietà del calore, non solo le persone stesse, ma anche i loro rapporti di produzione, ecc.). d.). Questo è proprio il contributo del marxismo alla comprensione della materia, che non è stata ancora sufficientemente studiata.
Comprendere la materia come una realtà oggettiva che esiste indipendentemente dall'uomo e non è identica alla totalità delle sue sensazioni ha contribuito a superare la natura contemplativa della filosofia precedente. Ciò è causato dall'analisi del ruolo della pratica nel processo di cognizione, che ci consente di identificare nuovi oggetti e le loro proprietà, inclusi in questa fase di sviluppo storico nella realtà oggettiva.
La particolarità di questa comprensione della materia è che non solo gli oggetti corporei sono riconosciuti come materiali, ma anche le proprietà e le relazioni di questi oggetti. Il costo è materiale perché rappresenta la quantità di lavoro socialmente necessario speso per produrre un prodotto. Il riconoscimento della materialità dei rapporti di produzione è servito come base per una comprensione materialistica della storia e lo studio delle leggi oggettive del funzionamento e dello sviluppo della società.
Si può provare a trovare certi limiti per l'applicazione di categorie come “essere” e “materia”. In primo luogo, l'essere è una categoria più ampia, poiché copre non solo la realtà oggettiva, ma anche quella soggettiva. In secondo luogo, l'essere e la materia possono essere usati per distinguere tra ciò che esiste e ciò che esiste (appare). Quindi l'esistente può essere presentato come una realtà oggettiva, realizzata da una persona nel processo della sua attività.
Nella moderna metodologia della conoscenza scientifica, concetti come “realtà fisica”, “realtà biologica”, “realtà sociale” occupano un posto importante. Stiamo parlando della realtà oggettiva, che diventa accessibile a una persona in una certa sfera della sua attività e in una certa fase dello sviluppo storico.
La comprensione filosofica del mondo di solito inizia con la distinzione tra materiale e ideale. Ma per una descrizione più completa degli oggetti studiati sono necessarie altre categorie. Tra questi, le categorie “movimento” e “riposo” occupano un posto importante.
La filosofia marxista, basandosi sulle migliori tradizioni dei pensatori precedenti, riconosce che il mondo intero è in uno stato di movimento continuo, che è inerente agli oggetti materiali e non richiede l'intervento di forze divine o un primo impulso per la sua esistenza. Il movimento è inteso come una categoria filosofica per denotare qualsiasi cambiamento, dal semplice movimento al pensiero. Il mondo non è un insieme di cose finite, ma un insieme di processi.
La base della forma sociale del movimento è l’attività mirata delle persone e soprattutto, secondo Marx, “il metodo di produzione dei beni materiali”. L'uomo agisce come oggetto e soggetto della storia. In definitiva, la storia è l'attività delle persone che perseguono i propri interessi.
Spazio e tempo come categorie indipendenti compaiono già nella filosofia dell'Antico Oriente, dove sono considerati insieme a principi come fuoco, acqua, terra (Sankhya). Le nove categorie principali di Aristotele sono tempo, luogo e posizione. Nella filosofia dell'Antica Grecia cominciano a prendere forma i concetti basilari di spazio e tempo: sostanziale e relazionale. La prima considera lo spazio e il tempo come entità indipendenti, principi del mondo; il secondo - come modo di esistere degli oggetti materiali. Questa comprensione dello spazio e del tempo trova la sua espressione più vivida nella filosofia di Aristotele e Lucrezio Cara.
Nella filosofia moderna, la base del concetto sostanziale erano le disposizioni di I. Newton sullo spazio e sul tempo assoluti. Sosteneva che lo spazio assoluto nella sua essenza, indipendentemente da qualsiasi cosa esterna, rimane sempre lo stesso e immobile. Il tempo assoluto era considerato come pura durata. La base per tali affermazioni era l’esperienza della fisica classica e della ricerca matematica (in particolare, la geometria di Euclide).

2. RAGIONI DELLA NASCITA DELLE TEORIE DELLA RELATIVITÀ DI EINSTEIN

Come è nata la teoria privata (speciale) della relatività di Einstein, che ha ristretto lo studio di un fenomeno globale alla relatività limitata e parziale, alla relatività di alcuni concetti fondamentali, al particolare principio di relatività? Perché è nato e caduto sul terreno fertile della percezione pubblica?
È impossibile non notare le ragioni oggettive della comparsa di lavori sulla teoria della relatività. Sono dovuti allo stato politico “riscaldato e rivoluzionario” della società e allo sviluppo spontaneo e dinamico delle scienze naturali della seconda metà del XIX e dell'inizio del XX secolo. A quel tempo, la scienza, in molte delle sue sfere, rifiutava sistematicamente, uno dopo l'altro, molti stereotipi - gli standard di idee allora generalmente accettati, che lasciarono il segno nel nichilismo metodologico della teoria della relatività nel suo insieme.
In larga misura, l'emergere della teoria della relatività fu influenzato dall'ormai autorevole filosofia di Immanuel Kant, dalla dottrina dell'infinito, finalmente riconosciuta a quel tempo, così come da alcune opere matematiche, ad esempio, le geometrie non euclidee di Lobachevskij (1792-1856) e Riemann (1826-1866), idee sul tempo di Minkowski e Poincaré. Le ragioni sopra esposte e, di conseguenza, le teorie emergenti della relatività di Einstein sono accomunate da una generale mancanza di metodologia della cognizione; sono accomunate dal fatto che non sono contraddittorie, ma interpretano in modo univoco (o non interpretano affatto) concetti di base che formano sistematicamente le loro teorie e non applicano principi scientifici generali di cognizione. Perché hanno osato farlo? Perché questi concetti e principi, a causa della naturale immaturità della scienza, metodologicamente non erano definiti dai loro predecessori. E l'uso delle tecnologie di "elaborazione dei concetti di conoscenza" che si stavano rapidamente sviluppando a quel tempo (metodi di logica, matematica, fisica, ecc.) Ha permesso di ottenere conclusioni finali molto originali in uscita.
L'antico scienziato greco Tolomeo, e poi Immanuel Kant, postularono la dipendenza della realtà dalla conoscenza stessa. Un oggetto, secondo Kant, esiste come tale solo nelle forme di attività del soggetto. Finora la metodologia della conoscenza applica il principio di Kant e Tolomeo: “Ciò che vedo è l’essenza”. Mi viene in mente la parabola dei quattro saggi ciechi che sentirono un elefante. Inoltre ciascuno sentiva l'elefante soprattutto in certi punti: uno solo la gamba, l'altro solo lo stomaco, il terzo la proboscide, il quarto la coda. E poi hanno discusso in disaccordo sulla "verità" e sulla "veridicità" dell'aspetto dell'elefante che conoscevano. Infatti, nell'approccio alla conoscenza di Kant e Tolomeo: "Ciò che vedo è l'essenza", viene implementato proprio questo approccio soggettivo alla conoscenza e la possibilità di una conoscenza oggettiva viene rifiutata rispetto agli standard generalmente accettati: i principi della conoscenza.
Il concetto di infinito non è stato ancora definito nel concetto scientifico generale. Questo è un concetto non relativo che non è conoscibile in linea di principio in grandezza e non ha uno standard, e quindi una grandezza comparativa relativa.
Per questo motivo Minkowski ha definito la propria visione del concetto di “tempo”. Nel costruire i suoi "spazi metrici", ha introdotto un concetto sinonimo del concetto di tempo: "il piano del processo di manifestazione del mondo", che "corre" alla velocità della luce da qualsiasi "origine di coordinate" scelta arbitrariamente. Il concetto fondamentale di tempo è stato “adattato” al processo tecnico-geometrico di cognizione esistente. E gli scienziati moderni sono ora intensamente alla ricerca di modi e mezzi per viaggiare nello spazio-tempo.
La simbiosi delle teorie di Minkowski e Riemann ha dato origine a un'interpretazione astratta quadridimensionale dello spazio-tempo, che ha un'applicabilità pratica molto limitata. Ad esempio, non può essere utilizzato per modellare oggetti fisici reali, mutevoli della natura, in funzione delle loro proprietà mutevoli (parametri).
Lo spazio-tempo è un'interpretazione dello spazio degli eventi svuotato di dimensione, avendo solo proprietà: coordinate spaziali dei luoghi di accadimento e momenti nel tempo in cui accadono gli eventi. Le proprietà dello spazio e del tempo sono sproporzionate tra loro, perché dal cambiamento dell'uno l'altro non cambia causa-effetto, non dipende. Il risultato è uno spazio di eventi privo di essenza fisica - natura (dimensione).
Einstein considerava il principio di relatività da lui formulato, presumibilmente non in contraddizione con il principio di relatività di Galileo, la base della teoria speciale della relatività. L'assenza di concetti metodologicamente formati di "tempo" e "simultaneità" nell'arsenale scientifico di Einstein, tenendo conto dell'adozione del postulato della costanza globale della velocità della luce, ha permesso ad Einstein di "raggiungere" nella teoria della relatività speciale il simultaneità di eventi in diversi punti dello spazio utilizzando segnali inviati da una sorgente a due oggetti segnali luminosi che sincronizzano gli orologi di questi oggetti, formando la stessa scala temporale.
Secondo Einstein, formando il tempo sugli orologi di questi oggetti e quindi dando agli oggetti velocità diverse, utilizzando la trasformazione di Lorentz, dimostra matematicamente rigorosamente che il tempo scorre in modo diverso in oggetti che si muovono a velocità diverse. Il che di per sé non è solo matematicamente ma anche fisicamente ovvio. Gli orologi nel caso di un tale metodo di conoscenza del “tempo”, con tale sincronizzazione, funzioneranno in modo diverso, perché la scala temporale cessa di essere un unico riferimento per entrambi gli orologi “scappando” in modo diverso dagli impulsi di sincronizzazione luminosa delle scale temporali di oggetti. E se gli standard di scala sono diversi, allora il rapporto tra la durata di qualsiasi processo presso la struttura e i diversi standard di durata sarà diverso. I sistemi di conoscenza del tempo non sono inerziali. Se "scappi" dalla sincronizzazione degli impulsi "volanti" alla velocità della luce, un tale orologio sull'oggetto si fermerà del tutto. Einstein andò molto oltre nelle sue generalizzazioni e conclusioni. Egli “drammaticamente rivoluzionario” afferma che le lunghezze degli oggetti cambieranno e che i processi biologici (ad esempio, l’invecchiamento nel “paradosso dei gemelli”) procederanno in modo diverso negli oggetti (gemelli) che si muovono l’uno rispetto all’altro e rispetto alla sorgente luminosa a diverse velocità. In effetti, Einstein, per così dire, “ha teoricamente dimostrato” il principio della cognizione: “La grandezza delle proprietà di un oggetto conoscibile (ad esempio, le proprietà che caratterizzano l'invecchiamento, o la durata dei processi su un oggetto, o la sua lunghezza) causalmente dipende dal “righello”, dal modo in cui si misura questo valore (si saprà)”.
3. TEORIA DELLA RELATIVITÀ DI A. EINSTEIN
La scoperta più fondamentale del 20° secolo, che ha avuto un enorme impatto sull'intero quadro del mondo, è stata la creazione della teoria della relatività.
Nel 1905, il giovane e sconosciuto fisico teorico Albert Einstein (1879-1955) pubblicò un articolo in una rivista di fisica speciale dal titolo discreto "Sull'elettrodinamica dei corpi in movimento". Questo articolo delinea la cosiddetta teoria speciale della relatività.
Essenzialmente, si trattava di un nuovo concetto di spazio e tempo e di conseguenza furono sviluppate nuove meccaniche. La vecchia fisica classica era abbastanza coerente con la pratica che si occupava di macrocorpi che si muovevano a velocità non molto elevate. E solo gli studi sulle onde elettromagnetiche, sui campi e su altri tipi di materia ad essi associati hanno costretto un nuovo sguardo alle leggi della meccanica classica.
Gli esperimenti di Michelson e i lavori teorici di Lorentz servirono come base per una nuova visione del mondo dei fenomeni fisici. Ciò riguarda, innanzitutto, lo spazio e il tempo, i concetti fondamentali che determinano la costruzione dell'intero quadro del mondo. Einstein dimostrò che le astrazioni dello spazio assoluto e del tempo assoluto introdotte da Newton dovrebbero essere abbandonate e sostituite con altre. Innanzitutto va notato che le caratteristiche dello spazio e del tempo appariranno diversamente nei sistemi stazionari e in movimento l'uno rispetto all'altro.
Quindi, se misuri un razzo sulla Terra e stabilisci che la sua lunghezza è, ad esempio, 40 metri, e poi dalla Terra determini le dimensioni dello stesso razzo, ma muovendosi ad alta velocità rispetto alla Terra, si scopre che il risultato sarà inferiore a 40 metri. E se misuri il tempo che scorre sulla Terra e su un razzo, si scopre che le letture dell'orologio saranno diverse. Su un razzo che si muove ad alta velocità, il tempo, rispetto al tempo terrestre, scorrerà più lentamente, e quanto più lenta è la velocità del razzo, tanto più si avvicina alla velocità della luce. Ciò comporta alcune relazioni che, dal nostro consueto punto di vista pratico, sono paradossali.
Questo è il cosiddetto paradosso dei gemelli. Immaginiamo fratelli gemelli, uno dei quali diventa astronauta e intraprende un lungo viaggio nello spazio, l'altro rimane sulla Terra. Il tempo passa. L'astronave sta tornando. E tra i fratelli c'è qualcosa come questa conversazione: “Ciao”, dice quello rimasto sulla Terra, “sono felice di vederti, ma perché non sei cambiato quasi per niente, perché sei così giovane, perché sono passati trent’anni dal momento in cui sei volato via.” "Ciao", risponde l'astronauta, "e sono felice di vederti, ma perché sei così vecchio, volo solo da cinque anni." Quindi, secondo l'orologio terrestre, sono passati trent'anni, ma secondo gli orologi degli astronauti solo cinque. Ciò significa che il tempo non scorre allo stesso modo in tutto l'Universo; i suoi cambiamenti dipendono dall'interazione dei sistemi in movimento. Questa è una delle principali conclusioni della teoria della relatività.
Questa è una conclusione del tutto inaspettata per il buon senso. Si scopre che un razzo, che all'inizio aveva una certa lunghezza fissa, dovrebbe accorciarsi quando si muove a una velocità vicina a quella della luce. Allo stesso tempo, nello stesso razzo, l'orologio, il polso del cosmonauta, i suoi ritmi cerebrali e il metabolismo nelle cellule del suo corpo rallenterebbero, cioè il tempo in un tale razzo scorrerebbe più lentamente del tempo del razzo. osservatore rimasto sul luogo di lancio. Ciò, ovviamente, contraddice le nostre idee quotidiane, che si sono formate nell’esperienza di velocità relativamente basse e sono quindi insufficienti per comprendere i processi che si svolgono a velocità prossime alla luce.
La teoria della relatività ha rivelato un altro aspetto significativo delle relazioni spazio-temporali del mondo materiale. Ha rivelato una profonda connessione tra spazio e tempo, dimostrando che in natura esiste un unico spazio-tempo, e separatamente spazio e tempo agiscono come sue proiezioni uniche, in cui è suddiviso in modi diversi a seconda della natura del movimento dei corpi .
La capacità di astrazione del pensiero umano separa lo spazio e il tempo, ponendoli separatamente l'uno dall'altro. Ma per descrivere e comprendere il mondo è necessaria la loro compatibilità, che è facile stabilire analizzando anche situazioni di vita quotidiana. Per descrivere un evento, infatti, non è sufficiente determinare solo il luogo in cui è avvenuto; è importante indicare anche il momento in cui è avvenuto.
Prima della creazione della teoria della relatività, si credeva che l'oggettività di una descrizione spazio-temporale fosse garantita solo quando, durante il passaggio da un sistema di riferimento all'altro, vengono preservati intervalli spaziali e temporali separati. La teoria della relatività ha generalizzato questa posizione. A seconda della natura del movimento dei sistemi di riferimento l'uno rispetto all'altro, si verificano varie suddivisioni di un singolo spazio-tempo in intervalli spaziali e temporali separati, ma si verificano in modo tale che un cambiamento in uno, per così dire, compensa per un cambiamento nell'altro. Se, ad esempio, l'intervallo spaziale è diminuito, allora l'intervallo temporale è aumentato della stessa quantità e viceversa.
Risulta che la suddivisione in spazio e tempo, che avviene diversamente a diverse velocità di movimento, viene effettuata in modo tale che l'intervallo spazio-temporale, cioè lo spazio-tempo congiunto (la distanza tra due punti di vista vicini spazio e tempo), è sempre preservato, o, per dirla così linguaggio scientifico, rimane invariante. L'oggettività di un evento spazio-temporale non dipende da quale quadro di riferimento e con quale velocità l'osservatore lo caratterizza mentre si muove. Le proprietà spaziali e temporali degli oggetti separatamente risultano variabili al variare della velocità di movimento degli oggetti, ma gli intervalli spazio-temporali rimangono invarianti. Pertanto, la teoria speciale della relatività ha rivelato la connessione interna tra spazio e tempo come forme dell'esistenza della materia. D'altra parte, poiché il cambiamento stesso degli intervalli spaziali e temporali dipende dalla natura del movimento del corpo, si è scoperto che lo spazio e il tempo sono determinati dagli stati della materia in movimento. Sono come la materia in movimento.
Pertanto, le conclusioni filosofiche della teoria speciale della relatività testimoniano a favore di una considerazione relazionale di spazio e tempo: sebbene spazio e tempo siano oggettivi, le loro proprietà dipendono dalla natura del movimento della materia e sono associate alla materia in movimento.
Le idee della teoria della relatività speciale furono ulteriormente sviluppate e specificate nella teoria della relatività generale, creata da Einstein nel 1916. In questa teoria è stato dimostrato che la geometria dello spazio-tempo è determinata dalla natura del campo gravitazionale, che a sua volta è determinato dalla posizione relativa delle masse gravitanti. In prossimità di grandi masse gravitanti si verifica la curvatura dello spazio (la sua deviazione dalla metrica euclidea) e il tempo rallenta. Se specifichiamo la geometria dello spazio-tempo, allora viene automaticamente data la natura del campo gravitazionale e viceversa: se viene data una certa natura del campo gravitazionale, la posizione delle masse gravitazionali l'una rispetto all'altra, allora la natura dello spazio-tempo è dato automaticamente. Qui spazio, tempo, materia e movimento sono organicamente fusi tra loro.
La particolarità della teoria della relatività creata da Einstein è che studia il movimento degli oggetti a velocità prossime a quella della luce (300.000 km al secondo).
La relatività speciale afferma che quando la velocità di un oggetto si avvicina alla velocità della luce, “gli intervalli di tempo rallentano e la lunghezza dell’oggetto si accorcia”.
La relatività generale afferma che in prossimità di forti campi gravitazionali il tempo rallenta e lo spazio si curva. In un campo gravitazionale intenso, la distanza più breve tra i punti non sarà più una linea retta, ma una curva geofisica corrispondente alla curvatura delle linee del campo gravitazionale. In tale spazio la somma degli angoli di un triangolo sarà maggiore o minore di 180°, come descritto dalle geometrie non euclidee di N. Lobachevskij e B. Riemann. La flessione di un raggio di luce nel campo gravitazionale del Sole fu testata da scienziati inglesi già nel 1919 durante un'eclissi solare.
Se nella teoria della relatività speciale la connessione tra spazio e tempo con fattori materiali era espressa solo in base al loro movimento astraendo dall'influenza della gravità, allora nella teoria della relatività generale la loro determinazione mediante la struttura e la natura degli oggetti materiali (materia e campo elettromagnetico) è stato rivelato. Si è scoperto che la gravità influenza la radiazione elettromagnetica. Nella gravità è stato trovato un filo conduttore tra gli oggetti cosmici, creata la base dell'ordine nel Cosmo conclusione generale sulla struttura del mondo come formazione sferica.
La teoria di Einstein non può essere vista come una confutazione della teoria di Newton. C'è continuità tra loro. I principi della meccanica classica mantengono il loro significato nella meccanica relativistica entro i limiti delle basse velocità. Pertanto, alcuni ricercatori (ad esempio Louis de Broglie) sostengono che la teoria della relatività in un certo senso può essere considerata il coronamento della fisica classica.

CONCLUSIONE

La teoria speciale della relatività, la cui costruzione fu completata da A. Einstein nel 1905, dimostrò che nel mondo fisico reale, gli intervalli spaziali e temporali cambiano quando si passa da un sistema di riferimento a un altro.
Un sistema di riferimento in fisica è l'immagine di un vero e proprio laboratorio fisico, dotato di orologio e righelli, cioè strumenti con cui si possono misurare le caratteristiche spaziali e temporali dei corpi. La vecchia fisica credeva che se i sistemi di riferimento si muovono in modo uniforme e rettilineo l'uno rispetto all'altro (tale movimento è chiamato inerziale), allora gli intervalli spaziali (la distanza tra due punti vicini) e gli intervalli temporali (la durata tra due eventi) non cambiano.
La teoria della relatività confutava queste idee, o meglio, ne mostrava la limitata applicabilità. Si è scoperto che solo quando le velocità di movimento sono piccole rispetto alla velocità della luce, possiamo presumere approssimativamente che le dimensioni dei corpi e il passare del tempo rimangano gli stessi, ma quando parliamo di movimenti con velocità vicine alla velocità della luce, allora diventa evidente un cambiamento negli intervalli spaziali e temporali. Con un aumento della velocità relativa di movimento del sistema di riferimento, gli intervalli spaziali si riducono e gli intervalli temporali si allungano.

BIBLIOGRAFIA

1. Alekseev P.V., Panin A.V. Filosofia: libro di testo. – 3a ed., riveduta. e aggiuntivi – M.: TK Welby, casa editrice Prospekt, 2003. - 608 p.
2. Asmus V.F. Filosofia antica. 3a ed. M., 2001.
3. Golbach P. Sistema della natura // Opere scelte: in 2 volumi T. 1. - M., 1983. - P. 59-67.
4. Grünbaum A. Problemi filosofici dello spazio e del tempo. M., 1998.
5. Teoria della relatività di Cassirer E. Einstein. Per. con lui. Ed. Secondo, 2008. 144 pag.
6. Kuznetsov V.G., Kuznetsova I.D., Mironov V.V., Momdzhyan K.Kh. Filosofia: libro di testo. - M.: INFRA-M, 2004. - 519 p.
7. Marx K., Engels F. Opere complete. T. 19. - P. 377.
8. Motroshilova N.V. La nascita e lo sviluppo delle idee filosofiche: saggi e ritratti storici e filosofici. M., 1991.
9. Spinoza B. Breve trattato su Dio, l'uomo e la sua felicità // Opere scelte: in 2 volumi T. 1. - M., 1987. - P. 82 - 83.
10. Filosofia: libro di testo / Ed. prof. V.N. Lavrinenko. - 2a ed., riv. e aggiuntivi - M.: Avvocato. 2004
11. Filosofia: libro di testo / Ed. prof. O.A. Mitroshenkova. - M.: Gardariki, 2002. - 655 p.
12. Einstein A. Fisica e realtà: raccolta. scientifico tr. T. 4. – M., 1967.

una teoria fisica, il cui significato principale è l'affermazione: nel mondo fisico tutto accade a causa della struttura dello spazio e dei cambiamenti nella sua curvatura. Esistono teorie speciali e generali della relatività.

La particolare teoria formulata da A. Einstein nel 1905 si basa su due postulati: 1. Tutte le leggi della fisica hanno la stessa forma in tutti i sistemi di segnalazione inerziale. 2. In tutti i sistemi fisici, la velocità della luce è costante.

Sviluppando questa teoria, nel 1918 G. K4inkovsky dimostrò che le proprietà del nostro Universo dovrebbero essere descritte da un vettore nello spazio-tempo quadridimensionale. Nel 1916 Einstein fece il passo successivo e pubblicò la teoria della relatività generale (GR), essenzialmente una teoria della gravità. La causa della gravità, secondo questa teoria, è la curvatura dello spazio in prossimità di corpi massicci. L'analisi tensore e la geometria riemanniana generale sono utilizzate come apparato matematico nella relatività generale.

Dalla teoria della relatività derivano alcune importanti conseguenze. Innanzitutto, la legge di equivalenza tra massa ed energia. In secondo luogo, il rifiuto delle ipotesi sull'etere mondiale e sullo spazio e tempo assoluti. In terzo luogo, l'equivalenza delle masse gravitazionali e inerziali. La teoria della relatività ha trovato numerose conferme sperimentali e viene utilizzata in cosmologia, fisica delle particelle, ingegneria nucleare, ecc.

Ottima definizione

Definizione incompleta ↓

specialista. (STR) e le teorie della relatività generale (GTR) furono sviluppate da A. Einstein rispettivamente nel 1905 e nel 1916. La relatività generale si basa su due postulati (principi): 1) il principio di relatività di Einstein (tutti i processi fisici nei sistemi inerziali procedono esattamente allo stesso modo); 2) Il principio di costanza della velocità della luce (la velocità della luce in tutti i sistemi inerziali è la stessa in tutte le direzioni e non dipende dal movimento della sorgente e del ricevitore della luce. La velocità della luce nel vuoto è la velocità massima esistente in natura). Da questi postulati derivano alcune conseguenze: la massa di un corpo aumenta con la velocità del suo movimento; il tempo scorre in modo diverso nei diversi sistemi; il tempo e lo spazio sono interconnessi e formano un mondo quadridimensionale (le sue proprietà non dipendono dalla materia), massa ed energia sono legate dalla formula E = mc2, una nuova formula per sommare le velocità (invece della formula di Galileo), ecc. Relatività Generale, il principio di relatività fu esteso a tutti i sistemi. Ciò seguì dall'equivalenza delle masse inerziali e gravitazionali e la GTR divenne la teoria generale della gravitazione. Il principio della costanza della velocità della luce era limitato alle aree in cui le forze gravitazionali possono essere trascurate. Da GTR sono seguite numerose conclusioni: 1) Le proprietà dello spaziotempo dipendono dal movimento della materia. I corpi materiali piegano lo spazio-tempo, creando così campi gravitazionali. 2) Un raggio di luce, avendo massa inerziale, e quindi gravitazionale, deve piegarsi nel campo gravitazionale. 3) La frequenza della luce deve cambiare a causa del campo gravitazionale. STO e OTO insieme a meccanica quantistica sono alla base del moderno fisica. F.M.Dyagilev

Ottima definizione

Definizione incompleta ↓

teoria fisica, nello sviluppo della quale è necessario distinguere 3 fasi. 1) Il principio di relatività della meccanica classica (Galileo, Newton) afferma: in tutti i sistemi in movimento uniforme e rettilineo, i processi meccanici procedono esattamente allo stesso modo di quelli in quiete. Di conseguenza il moto rettilineo uniforme del sistema corrispondente non può essere determinato né stabilito senza l'ausilio di corpi posti all'esterno del sistema. Quindi, ad esempio, se si lancia una palla verticalmente verso l'alto in un vagone ferroviario rettilineo e in movimento uniforme, cadrà di nuovo perpendicolarmente, proprio come se il vagone fosse fermo. Al contrario, ad un osservatore fermo su un terrapieno ferroviario, la traiettoria appare come una parabola. In base alla forma della parabola osservata dall'esterno e registrata (fotografata), è possibile determinare la velocità del treno in relazione alla posizione dell'osservatore. La situazione è simile con il movimento dei corpi celesti nell'Universo. Tentativi (Fizeau nel 1849, Michelson nel 1881, V. Wien e altri) utilizzando mezzi elettromagnetici (ottici) per creare un sistema assoluto di relazioni nello spazio mondiale (qualcosa di simile a un "etere" riposante come spazio assoluto e immobile - Newton) finito senza successo. 2) Nella teoria della relatività speciale di Einstein (1905), fu creato un nuovo concetto di tempo per la fisica. Il tempo non è più determinato dalla rotazione della Terra, ma dalla propagazione della luce (300.000 km/s). Questo tempo è così strettamente legato alle dimensioni spaziali che insieme formano lo spazio, che ha quattro dimensioni. Divenuto coordinata, il tempo perde il suo carattere assoluto e diventa solo un valore “relativo” in un sistema di connessioni. È stato trovato un concetto di tempo spaziale che corrisponde a tutti i fatti fisici. 3) La teoria della relatività generale (Einstein, 1916) stabilisce che gravità e accelerazione sono equivalenti, che secondo il mondo di Minkowski (1908), il sistema di coordinate tridimensionale della fisica classica è integrato dal tempo come quarta coordinata ( vedi Continuo). Espande l'osservazione, inclusa la considerazione di sistemi uniformemente accelerati e rotanti, che richiedono complessi apparati matematici; la geometria necessaria a tal fine viene innanzitutto determinata grazie a questa teoria fisica della relatività (vedi Metageometria). La teoria della relatività risolve i problemi che nascono dall'osservazione della propagazione dei fenomeni elettromagnetici e ottici, in particolare della propagazione della luce nei sistemi in movimento. I risultati delle osservazioni interpretate utilizzando la teoria della relatività si discostano dai risultati delle osservazioni della meccanica classica e dell'elettrodinamica solo dove sono coinvolte alte velocità e distanze enormi.

Ottima definizione

Definizione incompleta ↓

teoria fisica dello spazio e del tempo, formulata da Einstein nel 1905 (teoria speciale) e nel 1916 (teoria generale). Viene dal cosiddetto. il principio classico della relatività di Galileo - Newton, secondo il quale i processi meccanici si verificano uniformemente nei sistemi di riferimento inerziali, spostandosi l'uno rispetto all'altro in modo rettilineo e uniforme. Lo sviluppo dell'ottica e dell'elettrodinamica ha portato alla conclusione che questo principio è applicabile alla propagazione della luce, cioè alle onde elettromagnetiche (indipendenza della velocità della luce dal movimento del sistema) e all'abbandono del concetto di tempo assoluto, simultaneità assoluta e spazio assoluto. Secondo una teoria speciale, il passare del tempo dipende dal movimento del sistema e gli intervalli di tempo (e le scale spaziali) cambiano in modo tale che la velocità della luce è costante in qualsiasi sistema di riferimento e non cambia a seconda del suo movimento. Da queste premesse derivarono un gran numero di conclusioni fisiche, che comunemente vengono chiamate “relativistiche”, cioè basate su O. t. Tra queste, particolare importanza acquistò la legge del rapporto tra massa ed energia, secondo la quale la la massa di un corpo è proporzionale alla sua energia e che è ampiamente utilizzata nei tempi moderni. fisica Nucleare. Sviluppando e generalizzando l'O.t. speciale, Einstein arrivò all'O.t. generale, che nella sua forma base. contenuto è una nuova teoria della gravità. Si basa sul presupposto che lo spazio-tempo quadridimensionale, in cui agiscono le forze gravitazionali, obbedisce alle relazioni della geometria non euclidea. Su un piano, queste relazioni possono essere rappresentate visivamente come ordinarie relazioni euclidee su superfici con curvatura. Einstein considerava la deviazione delle relazioni geometriche nello spazio-tempo quadridimensionale da quelle euclidee come una curvatura dello spazio-tempo. Egli identificò tale curvatura con l'azione delle forze gravitazionali. Un'ipotesi simile fu confermata nel 1919 da osservazioni astronomiche, che mostrarono che il raggio di una stella, come prototipo di una linea retta, è piegato vicino al Sole sotto l'influenza delle forze gravitazionali. La teoria ottica generale non ha ancora acquisito il carattere di concetto fisico completo e indiscutibile che ha invece la teoria speciale. Le conclusioni filosofiche della teoria filosofica confermano e arricchiscono le idee del materialismo dialettico. O. t. ha mostrato una connessione inestricabile tra spazio e tempo (si esprime nel concetto unitario di intervallo spazio-temporale), nonché tra il movimento materiale, da un lato, e le sue forme di esistenza spazio-temporali, dall'altro l'altro. Determinazione delle proprietà spaziotemporali in base alle caratteristiche movimento materiale(“rallentamento” del tempo, “curvatura” dello spazio) ha rivelato i limiti delle idee della fisica classica sullo spazio e sul tempo assoluti, l’illegalità del loro isolamento dalla materia in movimento. Gli ottomani agirono come una generalizzazione razionale della meccanica classica e l'estensione dei principi della meccanica all'area del movimento dei corpi con velocità prossime alla velocità della luce. Le tendenze idealistiche e positiviste della filosofia borghese, sostituendo il concetto di sistema di riferimento con la “posizione dell'osservatore”, cercarono di utilizzare la teoria ottica per affermare la natura soggettiva della scienza e la dipendenza dei processi fisici dall'osservazione. Tuttavia, la teoria teorica, o meccanica relativistica, non deve essere confusa con il relativismo filosofico, che nega l’oggettività della conoscenza scientifica. O.t. è una riflessione più adeguata (adeguatezza) della realtà rispetto alla meccanica classica.

Ottima definizione

Definizione incompleta ↓

la teoria dello spazio e del tempo, secondo la quale sono solo in relazione. "lati" di un'unica forma di esistenza della materia: lo spazio-tempo. Esistono O.t. privati (o speciali) e generali (GTO). La gravità generale è una teoria dello spazio-tempo che spiega la gravitazione universale attraverso la sua struttura (per questo è detta anche teoria della gravitazione). Prerequisiti dell'AT La dottrina degli spazi. forme e relazioni si svilupparono nei tempi antichi e furono formalizzate matematicamente sotto forma di geometria euclidea. La fisica lo accettò nella sua forma finita. Il tempo entrò a far parte delle leggi generali della meccanica formulate da Galileo e Newton. Spettacoli classici i fisici riguardo allo spazio e al tempo riflettevano principalmente leggi generali posizione relativa e moto dei corpi rigidi. In particolare, a loro si adattava bene l’idea del tempo assoluto, che scorre in modo identico ovunque. Secondo la seconda legge di Newton, in linea di principio non esistono restrizioni sulla velocità che può essere data ad un corpo. Pertanto, la coordinazione nel tempo attraverso la trasmissione di influenze ("segnali") è stabilita con una certa precisione (si possono, in linea di principio, confrontare i tempi in corpi diversi con una certa precisione), da cui ne consegue che il tempo scorre uguale ovunque (l'opinione diffusa è che ciò richiede una trasmissione del segnale istantanea, cioè con velocità infinita, erroneamente). Le leggi della meccanica di Galileo - Newton sono formulate per il cosiddetto. sistemi di riferimento inerziali. Nella meccanica newtoniana è soddisfatto il principio di relatività di Galileo, secondo il quale valgono le leggi della meccanica. I fenomeni sono gli stessi in relazione a tutti i sistemi inerziali. In generale, per una certa classe di fenomeni? e per una certa classe di sistemi S? il principio di relatività è soddisfatto, o, in altre parole, questi sistemi sono uguali rispetto a questi fenomeni, se le leggi dei fenomeni? sono gli stessi nei sistemi S, cioè quando in due sistemi S?, S" per fenomeni??, ?" dello stesso tipo, si realizzano condizioni identiche (rispetto a questi sistemi), allora questi fenomeni fluiranno rispetto a questi sistemi esattamente nello stesso modo. Matematica. l'espressione delle leggi di questi fenomeni in questi sistemi è la stessa, cioè è invariante (immutabile) rispetto al passaggio da un sistema all'altro, espresso dalla corrispondente trasformazione di coordinate e altre quantità. Dopo Maxwell negli anni '60. 19esimo secolo formulato il principio leggi dei fenomeni elettromagnetici, si pose il problema di individuare le leggi dell'elettrodinamica dei corpi in movimento in relazione ad un qualsiasi sistema di riferimento inerziale. Gli esperimenti hanno portato a risultati contrari a quanto “ci si aspettava”. Un ruolo particolarmente importante fu svolto dall'esperimento di Michelson (1881–87), che non rivelò la dipendenza prevista della velocità della luce dalla direzione della sua propagazione rispetto alla direzione del movimento della Terra. Matematica. un'espressione della contraddizione fu data da Lorentz (1904), mostrando che le equazioni di Maxwell sono invarianti rispetto a trasformazioni (le cosiddette trasformazioni di Lorentz) diverse dalle trasformazioni galileiane, rispetto alle quali sono invarianti le leggi della meccanica newtoniana. La risoluzione della contraddizione fu effettuata da Einstein nella sua opera “Sull’elettrodinamica dei corpi in movimento” (A. Einstein, Zur Elektrodynamik bewegter Körper, 1905) costruendo una nuova teoria dello spazio e del tempo – teoria parziale della teoria e, di conseguenza , una nuova meccanica – “relativistica”, in contrasto con quella newtoniana-classica. A. Poincaré arrivò essenzialmente agli stessi risultati indipendentemente. In particolare O. t. Einstein basò la sua teoria su quanto segue. disposizioni (che vengono fornite in una formulazione leggermente modificata): I. Esistono sistemi di riferimento inerziali. II. La geometria dello spazio è euclidea. III. Il principio di relatività: tutti i sistemi inerziali sono uguali rispetto a tutta la fisica. fenomeni. IV. Legge di costanza della velocità della luce: rispetto a tutti i sistemi inerziali la luce si propaga alla stessa velocità c. Le prime tre disposizioni sono prese in prestito dal classico. teorie, solo il principio di relatività è inteso in modo generale; il quarto è una generalizzazione dei dati sperimentali (esperimento di Michelson e altri) ed è abbastanza coerente con la teoria dell'elettromagnetismo. Dalla posizione II, IV segue puramente matematicamente che per qualsiasi sistema inerziale S, S? coordinate x, y, z, x?, y?, z e tempi t, t? sono legati dalla trasformazione di Lorentz. In particolare, se gli assi coordinati x, x? nei sistemi S e S? sono paralleli e l'asse x è diretto lungo il movimento di S? rispetto a S, allora (con opportuna scelta delle scale) le differenze di coordinate e di tempo nei sistemi S e S? per due eventi qualsiasi - i fenomeni puntuali istantanei P1, ?2 sono legati dalle formule: dove? - velocità S? rispetto a S. Da queste relazioni segue quanto segue. conclusioni: (1) I sistemi possono muoversi l'uno rispetto all'altro a una velocità inferiore a quella della luce (poiché a ??c le formule diventano prive di significato). (2) Due eventi che sono simultanei in S (t12=0), ma che accadono in punti con coordinate x (x12?0 diverse), non sono simultanei in S? (t?12?0). Inoltre l'evento P1, che precede P2 rispetto al sistema S, può seguirlo rispetto a S?. Vale a dire, se t12>0, ma inferiore a?/c2 x12, allora t?12