Einsteins relativitetsteori fra et filosofisk synspunkt. Filosofiske konklusjoner fra relativitetsteorien. Problemet med å bestemme Einsteins filosofiske synspunkter

For å se betydningen av Einsteins relativitetsteori for utviklingen av fysisk tanke, bør man først dvele ved de mest generelle begrepene om relativiteten til kroppens posisjon og bevegelse og homogeniteten til rom og tid. I Einschieins teori er romtidens homogenitet og isotropi involvert. La oss forestille oss en materiell partikkel tapt i et uendelig, absolutt tomt rom. Hva betyr ordene "romlig posisjon" av partikkelen i dette tilfellet? Tilsvarer disse ordene noen reell egenskap ved partikkelen? Hvis det fantes andre legemer i rommet, kunne vi bestemt posisjonen til en gitt partikkel i forhold til dem, men hvis rommet er tomt, viser posisjonen til en gitt partikkel seg å være et meningsløst begrep. Romlig posisjon har en fysisk betydning bare i tilfelle det er andre kropper i rommet som tjener som referanselegemer. Hvis vi tar ulike legemer som referanselegemer, vil vi komme til ulike definisjoner av den romlige posisjonen til en gitt partikkel. Vi kan assosiere et bestemt referansesystem med ethvert legeme, for eksempel et system med rektangulære koordinater. Slike systemer er like: uansett hvilket referansesystem vi bestemmer posisjonen til punktene som utgjør en gitt kropp, vil dimensjonene og formen til kroppen være den samme, og ved å måle avstandene mellom punktene, vil vi ikke finne et kriterium for å skille ett referansesystem fra et annet. Vi kan plassere opprinnelsen til koordinater på et hvilket som helst punkt i rommet, vi kan deretter overføre denne opprinnelsen til et hvilket som helst annet punkt, eller rotere aksene, eller gjøre begge deler - formen og dimensjonene til kroppen med en slik overføring og rotasjon vil ikke endre seg, siden avstanden mellom to faste punkter på denne kroppen. Invariansen til denne avstanden under overgangen fra ett referansesystem til et annet kalles invarians med hensyn til den spesifiserte overgangen. Vi sier at avstandene mellom punkter på kroppen er invariante når man beveger seg fra et rektangulært koordinatsystem til et annet, med en annen opprinnelse og en annen retning på aksene. Avstandene mellom punkter i kroppen fungerer som invarianter for slike koordinattransformasjoner. Invariansen av avstander mellom punkter i forhold til oversettelsen av opprinnelsen til koordinatene uttrykker homogeniteten til rommet, likheten til alle punktene i forhold til opprinnelsen til koordinatene. Hvis plasspunktene er like, kan vi ikke bestemme kroppens romlige posisjon på en absolutt måte, vi kan ikke finne en privilegert referanseramme. Når vi snakker om kroppsstilling, dvs. om koordinatene til punktene, så er det nødvendig å indikere referansesystemet. "Rolig posisjon" i denne forstand er et relativt konsept - et sett med mengder som endres når man flytter fra ett koordinatsystem til et annet system, i motsetning til avstandene mellom punktene, som ikke endres under den angitte overgangen. Rommets homogenitet kommer videre til uttrykk i det faktum at en fri kropp, som beveger seg fra et sted til et annet, opprettholder samme hastighet og følgelig beholder momentumet det har oppnådd. Vi forklarer hver endring i hastighet og følgelig momentum, ikke ved at kroppen har beveget seg i rommet, men av samspillet mellom kropper. Vi tilskriver endringen i momentumet til et gitt legeme til et bestemt kraftfelt som den aktuelle kroppen befinner seg i. Vi kjenner også tidens homogenitet. Det kommer til uttrykk i bevaring av energi. Hvis påvirkningen som en gitt kropp opplever fra andre kropper over tid ikke endres, med andre ord, hvis andre kropper virker på en uendret måte på en gitt kropp, blir energien bevart. Vi tilskriver endringen i energien til en kropp på grunn av endringer i tid av kreftene som virker på den, og ikke på grunn av tiden selv. Tiden i seg selv endrer ikke energien til systemet, og i denne forstand er alle øyeblikk like. Vi kan ikke finne et privilegert øyeblikk i tid, akkurat som vi ikke kan finne et punkt i rommet som skiller seg fra andre punkter i oppførselen til partikkelen som treffer det punktet. Siden alle øyeblikk er like, kan vi telle tid fra et hvilket som helst øyeblikk, og erklære det som det første øyeblikket. Med tanke på hendelsesforløpet er vi overbevist om at de fortsetter på en uendret måte, uavhengig av valg av startøyeblikk, begynnelsen av nedtellingen. Vi kan si at tid er relativ i den forstand at når man flytter fra et tidsreferansepunkt til et annet, forblir beskrivelsen av hendelser gyldig og krever ikke revisjon. Tidens relativitet blir imidlertid vanligvis forstått som noe annet. I den enkle og åpenbare betydningen av uavhengigheten til strømmen av hendelser fra valget av det første øyeblikket, kunne ikke tidens relativitet bli grunnlaget for en ny teori, slett ikke åpenbar, som velter den vanlige ideen om tid.

Ut fra tidens relativitet vil vi forstå avhengigheten av tidsflyten av valget av et romlig referansesystem. Følgelig er absolutt tid tid som ikke er avhengig av valget av romlig koordinatsystem, og flyter jevnt på alle referansesystemer som beveger seg en i forhold til en annen - en sekvens av momenter som skjer samtidig på alle punkter i rommet. I klassisk fysikk var det en idé om tidens flyt, som ikke er avhengig av kroppens virkelige bevegelser - om tid som flyter gjennom universet med samme hastighet. Hvilken reell prosess ligger til grunn for et slikt konsept om absolutt tid, om et øyeblikk som skjer samtidig på fjerne punkter i rommet? La oss minne om betingelsene for å identifisere tid på forskjellige punkter

rom. Tidspunktet for en hendelse som skjedde ved punkt a 41 0 og tidspunktet for en hendelse som skjedde ved punkt a 42 0 kan identifiseres hvis hendelsene er forbundet med den umiddelbare innvirkningen av en hendelse på en annen. La det være et stivt legeme ved punkt a 41 0, forbundet med en absolutt stiv, fullstendig ikke-deformerbar stang til et legeme plassert ved punkt a 42 0. Skyvet mottatt av kroppen ved punkt a 41 0 er øyeblikkelig, med uendelig hastighet , overført gjennom stangen til kroppen ved punkt 4 0a 42 0. Begge legemer vil bevege seg i samme øyeblikk. Men hele poenget er at i naturen er det ingen absolutt stive stenger, det er ingen øyeblikkelige handlinger av en kropp på en annen. Samspillet mellom kropper overføres med en begrenset hastighet, som aldri overskrider lysets hastighet. I stangen som forbinder kroppene, når den skyves, oppstår en deformasjon som forplanter seg med en begrenset hastighet fra den ene enden av stangen til den andre, akkurat som et lyssignal beveger seg med en begrenset hastighet fra lyskilden til skjermen. I naturen er det ingen øyeblikkelige fysiske prosesser som forbinder hendelser som skjedde på punkter i rommet som er fjernt fra hverandre. Begrepet «samme tidspunkt» har en absolutt betydning. Så langt står vi ikke overfor sakte bevegelser av kropper og kan tilskrive uendelig hastighet til et lyssignal, et trykk som overføres gjennom en solid stang, eller annen interaksjon mellom bevegelige kropper. I en verden av raske bevegelser, i sammenligning med hvilken forplantning av lys og samspillet mellom kropper ikke lenger kan tilskrives uendelig større hastighet. I denne verden har begrepet samtidighet en relativ betydning, og vi må forlate det vanlige bildet av en enkelt tid som flyter gjennom universet - en sekvens av de samme, samtidige øyeblikkene på forskjellige punkter i rommet. Klassisk fysikk går ut fra et lignende bilde. Hun innrømmer at det samme skjer øyeblikkelig overalt - på jorden, på solen, på Sirius, på ekstragalaktiske tåker så langt unna oss at lyset deres tar milliarder av år å nå oss. Hvis vekselvirkningene mellom kropper (for eksempel gravitasjonskreftene som forbinder alle naturlegemer) forplantet seg øyeblikkelig, med uendelig hastighet, kunne vi snakke om tilfeldighetene av øyeblikket når en kropp begynner å påvirke en annen, og øyeblikket da en andre kropp, fjernt fra den første, opplever denne påvirkningen. La oss kalle effekten av en kropp på en annen kropp fjernt fra den et signal. Øyeblikkelig signaloverføring er grunnlaget for å identifisere momenter som oppstår på fjerne punkter i rommet. Denne identifikasjonen kan betraktes som klokkesynkronisering. Oppgaven er ofte å sørge for at klokkene på punkt a 41 og ved punkt a 42 viser samme tid. Hvis det eksisterer øyeblikkelige signaler, er ikke denne oppgaven vanskelig. Klokken kan synkroniseres med radio, med et lyssignal, ved et kanonskudd, ved en mekanisk impuls (for eksempel ved å plassere klokken i en 41 og i en 42 på en lang absolutt stiv aksel), hvis radiomottakeren, lys, lyd og mekaniske påkjenninger i akselen ble overført med en uendelig høy hastighet. I dette tilfellet kan vi snakke om rent romlige forbindelser i naturen, om prosesser som skjer i en null tidsperiode. Følgelig vil tredimensjonal geometri ha ekte fysiske prototyper. I dette tilfellet kan vi vurdere rom utenfor tiden, og et slikt syn ville gi en nøyaktig idé om virkeligheten. Temporelle øyeblikkelige signaler tjener som en direkte fysisk ekvivalent til tredimensjonal geometri. Vi ser at tredimensjonal geometri finner en direkte prototype i klassisk mekanikk, som inkluderer ideen om den uendelige hastigheten til signaler, den øyeblikkelige forplantningen av interaksjoner mellom fjerne kropper. Klassisk mekanikk innrømmer at det er virkelige fysiske prosesser som kan beskrives med absolutt nøyaktighet ved øyeblikkelig fotografering. Øyeblikkelig fotografering, stereoskopisk selvfølgelig, er som en tredimensjonal romlig del av rom-tid-verdenen, det er en firedimensjonal verden av hendelser, tatt i samme øyeblikk. Uendelig rask interaksjon er en prosess som kan beskrives innenfor rammen av et øyeblikkelig tidsbilde av verden. Men teorien om feltet som et ekte fysisk medium utelukker øyeblikkelig newtonsk langdistansehandling og øyeblikkelig forplantning av signaler gjennom et mellommedium. Ikke bare lyd, men også lys og radiosignaler har en begrenset hastighet. Lysets hastighet er den maksimale hastigheten til signaler. Hva er den fysiske betydningen av samtidighet i dette tilfellet? Hva tilsvarer sekvensen av øyeblikk som er like for hele universet? Hva tilsvarer konseptet om en enkelt tid, som flyter jevnt over hele verden? Vi kan finne en fysisk mening med begrepet samtidighet og dermed gi en uavhengig virkelighet til det rent romlige aspektet av tilværelsen, på den ene siden, og absolutt tid, på den andre, selv i tilfellet når alle interaksjoner forplanter seg med en begrenset hastighet . Men betingelsen for dette er eksistensen av en generelt ubevegelig verdenseter og evnen til å bestemme hastigheten til legemer i bevegelse på en absolutt måte, og relatere dem til eteren som et enkelt privilegert referanselegeme. La oss forestille oss et skip med skjermer i baugen og akterenden. En lanterne tennes i midten av skipet i like avstander fra begge skjermene. Lyset fra lykten når samtidig skjermene, og øyeblikkene når dette skjer kan identifiseres. Lyset faller på skjermen som er plassert ved baugen av skipet i samme øyeblikk som på skjermen som er plassert i akterenden. Dermed finner vi en fysisk prototype av samtidighet. Synkronisering ved hjelp av lyssignaler som samtidig kommer til to punkter fra en kilde som ligger i lik avstand fra dem er mulig hvis lyskilden og disse to punktene er i ro i verdenseteren, dvs. når skipet står stille i forhold til eteren. Synkronisering er også mulig når skipet beveger seg i luften. I dette tilfellet vil lyset nå skjermen ved baugen av skipet litt senere, og skjermen i akterenden litt tidligere. Men når vi kjenner skipets hastighet i forhold til eteren, kan vi bestemme fremrykningen av strålen som går til skjermen på akterenden og forsinkelsen til strålen som går til skjermen på baugen, og, med tanke på den indikerte fremgangen og forsinkelse, synkroniser klokkene installert på akterenden og på baugen av skipet. Vi kan videre synkronisere klokkene på to skip som beveger seg i forhold til eteren med forskjellige, men konstante hastigheter kjent for oss. Men for dette er det også nødvendig at farten til skipene i forhold til eteren har en viss betydning og en viss betydning.To tilfeller er mulige her. Hvis skipet, når det beveger seg, helt bærer langs eteren som ligger mellom lykten og skjermene, vil det ikke være noen forsinkelse i strålen som går til skjermen på baugen av skipet. Når eteren er fullstendig med, forskyver ikke skipet seg i forhold til eteren som ligger over dekket, og lyshastigheten i forhold til skipet vil ikke avhenge av skipets bevegelse. Vi vil imidlertid kunne registrere bevegelsen til skipet ved hjelp av optiske effekter. Lysets hastighet vil ikke endre seg i forhold til skipet, men den vil endre seg i forhold til kysten. La skipet bevege seg langs vollen: på vollen er det to skjermer en 41 og en 42, og avstanden mellom dem er lik avstanden mellom skjermene på skipet. Når skjermene på det bevegelige skipet er motsatt skjermene på vollen, tennes en lykt i midten av skipet. Hvis skipet bærer eteren med seg, vil lyset fra lykten samtidig nå skjermen ved akterenden og skjermen ved baugen, men i dette tilfellet vil lyset nå skjermene på den ubevegelige vollen i forskjellige øyeblikk. I den ene retningen vil farten til skipet i forhold til vollen legges til lysets hastighet, og i den andre retningen må skipets hastighet trekkes fra lysets hastighet. Dette resultatet - forskjellige lyshastigheter i forhold til kysten - vil skje hvis skipet blir båret bort av eteren. Hvis skipet ikke bærer eteren, vil lyset bevege seg med samme hastighet i forhold til land og med forskjellige hastigheter i forhold til skipet. Dermed vil endringen i lysets hastighet være et resultat av skipets bevegelse i begge tilfeller. Hvis skipet beveger seg og drar eteren, endres hastigheten i forhold til kysten; hvis skipet ikke frakter bort eteren, endres lysets hastighet i forhold til selve skipet. På midten av 1800-tallet gjorde optisk eksperimentering og måleteknikker det mulig å oppdage svært små forskjeller i lysets hastighet. Det viste seg å være mulig å sjekke om bevegelige kropper drar med seg eteren eller ikke. I 1851 beviste Fizeau (1819 - 1896) at kropper ikke fullstendig tar med seg eteren. Lyshastigheten i forhold til stasjonære legemer endres ikke når lys passerer gjennom medier i bevegelse. Fizeau førte en lysstråle gjennom et stasjonært rør som vann strømmet gjennom. I hovedsak spilte vannet rollen som et skip, og røret - en ubevegelig kyst. Resultatet av Fizeaus eksperiment førte til et bilde av bevegelsen til kropper i en ubevegelig eter uten å trekke eteren. Hastigheten på denne bevegelsen kan bestemmes av forsinkelsen til at strålen fanger opp kroppen (for eksempel strålen rettet mot skjermen ved baugen på et skip i bevegelse), sammenlignet med strålen som går mot kroppen (for eksempel, sammenlignet med lommelyktstrålen rettet mot skjermen i akterenden). Dermed var det mulig, slik det så ut da, å skille en kropp ubevegelig i forhold til eteren fra en kropp som beveget seg i eteren. I den første er lyshastigheten den samme i alle retninger, i den andre endres den ikke avhengig av strålens retning. Det er en absolutt forskjell mellom hvile og bevegelse; de skiller seg fra hverandre i naturen til optiske prosesser i hvilende og bevegelige medier. Dette synspunktet gjorde det mulig å snakke om den absolutte samtidigheten av hendelser og muligheten for absolutt synkronisering av klokker. Lyssignaler når punkter som ligger i samme avstand fra en stasjonær kilde på samme øyeblikk. Hvis lyskilden og skjermene beveger seg i forhold til eteren. Deretter kan vi bestemme og ta hensyn til forsinkelsen av lyssignalet forårsaket av denne bevegelsen. Og betrakt som ett og samme øyeblikk 1) øyeblikket av lys som treffer frontskjermen, korrigert for retardasjon, og 2) øyeblikket lyset treffer bakskjermen, korrigert for fremrykning. Forskjellen i hastigheten på lysutbredelsen vil indikere bevegelsen til lyskilden og skjermene i forhold til eteren - den absolutte referansekroppen. Eksperimentet, som skulle vise endringen i lyshastigheten i bevegelige kropper og følgelig den absolutte karakteren av bevegelsen til disse kroppene, ble utført i 1881 av Michelson (1852 -1931). Deretter ble det gjentatt mer enn én gang. I hovedsak tilsvarte Michelsons eksperiment å sammenligne hastigheten på signaler som beveger seg til skjermer i akterenden og ved baugen av et skip i bevegelse. Men selve jorden ble brukt som et skip, som beveget seg i verdensrommet med en hastighet på rundt 30 km/sek. Videre sammenlignet vi ikke hastigheten på strålen som fanger opp kroppen og strålen som går mot kroppen, men hastigheten på lysets forplantning i lengde- og tverrretningen. I instrumentet som ble brukt i Michelsons eksperiment, det såkalte interferometeret, gikk den ene strålen i retning av jordens bevegelse – i interferometerets langsgående arm, og den andre strålen – i tverrarmen. Forskjellen i hastighetene til disse strålene skulle demonstrere avhengigheten av lyshastigheten i enheten av jordens bevegelse. Resultatene av Michelsons eksperiment var negative. På jordens overflate beveger lyset seg med samme hastighet i alle retninger. Denne konklusjonen virket ekstremt paradoksal. Det var ment å føre til en grunnleggende avvisning av den klassiske regelen om å legge til hastigheter. Lyshastigheten er den samme i alle legemer som beveger seg jevnt og rettlinjet i forhold til hverandre. Lys passerer med en konstant hastighet på omtrent 300 000 km/sek, forbi et stasjonært legeme, forbi et legeme som beveger seg mot lyset, forbi et legeme som lyset innhenter. Lys er en reisende som går langs jernbanesporet, mellom sporene, i samme hastighet i forhold til et møtende tog, i forhold til et tog som går i samme retning, i forhold til selve jernbanesporet, i forhold til et fly som flyr over det, osv.. Eller en passasjer som beveger seg langs vognen til et fartstog med samme hastighet i forhold til vognen og i forhold til Jorden. For å forlate de klassiske prinsippene som virket helt åpenbare og udiskutable, krevde det strålende styrke og mot av fysisk tanke. Umiddelbar forgjenger. Einstein kom veldig nær relativitetsteorien, men de kunne ikke ta det avgjørende skrittet, de kunne ikke innrømme at lys, ikke i utseende, men i virkeligheten forplanter seg med samme hastighet i forhold til kropper som er forskjøvet i forhold til en annen.

Lorentz (1853-1928) la frem en teori som bevarer den ubevegelige eteren og den klassiske regelen for å legge til hastigheter og samtidig er forenlig med resultatene av Michelsons eksperimenter. Lorenz foreslo at alle kropper opplever langsgående sammentrekning når de beveger seg; de reduserer utstrekningen langs bevegelsesretningen. Hvis alle kropper reduserer sine langsgående dimensjoner, kan en slik reduksjon ikke oppdages ved direkte måling. Dermed betrakter Lorentz konstansen til lyshastigheten oppdaget av Michelson som et rent fenomenologisk resultat av den gjensidige kompensasjonen av to effekter av bevegelse: en reduksjon i lysets hastighet og en reduksjon i avstanden den reiser. Fra dette synspunktet forblir den klassiske regelen for å legge til hastigheter urokkelig. Bevegelsens absolutte natur er bevart - en endring i lysets hastighet eksisterer; derfor kan bevegelse ikke tilskrives andre legemer lik eteren, men til den universelle referansekroppen - den ubevegelige eteren. Sammentrekningen er absolutt av natur - det er en sann lengde av staven i ro i forhold til eteren, med andre ord en stav i hvile i absolutt forstand. I 1905 publiserte Albert Einstein (1879-1955) artikkelen "On the Electrodynamics of Moving Bodies." For Einstein skjuler ikke absolutt bevegelse seg for observatøren, men eksisterer rett og slett ikke. Hvis bevegelse i forhold til eteren ikke forårsaker noen effekter i bevegelige kropper, så er det fysisk et meningsløst konsept. Fra det fysiske verdensbildet elimineres dermed konseptet om en enkelt gang som dekker hele universet. Her nærmet Einstein seg til vitenskapens mest fundamentale problemer - problemene med rommet, tid og deres forbindelse med hverandre. Hvis det ikke er noen verdenseter, så er det umulig å tilskrive ubeveglighet til en viss kropp og på dette grunnlaget anse det som begynnelsen på et ubevegelig, i absolutt forstand, privilegert koordinatsystem. Da kan vi ikke snakker om den absolutte samtidigheten av hendelser, kan vi ikke si at to hendelser som er samtidige i ett koordinatsystem vil være samtidige i et hvilket som helst annet koordinatsystem.

Ideene uttrykt av Einstein i 1905 vakte interesse fra svært brede kretser i de kommende årene. Folk følte at en teori som så dristig grep inn i tradisjonelle ideer om rom og tid, ikke kunne annet enn å føre, i sin utvikling og anvendelse, til svært dype industrielle, tekniske og kulturelle endringer. Selvfølgelig, først nå har veien blitt tydelig fra abstrakt resonnement om rom og tid til ideen om kolossale energireserver gjemt i dypet av materien og venter på å bli frigjort for å endre ansiktet til produksjonsteknologi og kultur. Inntil midten av vårt århundre, på alle teknologiområder, ble det bare brukt slike ubetydelige endringer i kroppens hvileenergi og hvilemasse. Nå har praktisk talt anvendte reaksjoner dukket opp, der hoveddelen av hvileenergien i et stoff blir brukt eller etterfylt. I moderne fysikk er det en idé om den fullstendige overgangen av hvileenergi til bevegelsesenergi, dvs. om transformasjon av en partikkel med hvilemasse til en partikkel med null hvilemasse og veldig stor bevegelsesenergi og bevegelsesmasse. Slike overganger observeres i naturen. Den praktiske anvendelsen av slike prosesser er fortsatt et stykke unna. Nå brukes prosesser som frigjør den indre energien til atomkjerner. Atomkraft viste seg å være det avgjørende eksperimentelle og praktiske beviset på Einsteins relativitetsteori.

I 1907-1908 Herman Minkovsky (1864 - 1908) ga relativitetsteorien en meget harmonisk og viktig geometrisk form for påfølgende generalisering. I artikkelen «The Principle of Relativity» (1907) og i rapporten «Space and Time» (1908) ble Einsteins teori formulert i form av en lære om invarianter av firdimensjonal euklidisk geometri Når en geometrisk figur beveger seg inn. plass, endres koordinatene til punktene, men avstandene mellom dem forblir uendret. I seg selv kan den firedimensjonale representasjonen av partikkelbevegelse lett forstås; den virker nesten åpenbar og faktisk kjent. Det vet alle virkelige hendelser bestemmes av fire tall: tre romlige koordinater og tiden som har gått før hendelsen fra begynnelsen av kronologien, eller fra begynnelsen av året, eller fra begynnelsen av dagen. materierom naturvitenskap

I 1908 presenterte Minkowski relativitetsteorien i form av firedimensjonal geometri. Han kalte tilstedeværelsen av en partikkel i et punkt definert av fire koordinater en "hendelse", siden en hendelse i mekanikk skal forstås som noe definert i rom og tid - tilstedeværelsen av en partikkel ved et bestemt romlig punkt i et bestemt øyeblikk. Videre kalte han helheten av hendelser - det spatio-temporale mangfoldet - "verden", siden den virkelige verden utspiller seg i rom og tid. En linje som viser bevegelsen til en partikkel, dvs. Minkowski kalte en firedimensjonal linje, hvor hvert punkt er bestemt av fire koordinater, en "verdenslinje."

Romtidens homogenitet betyr at det i naturen ikke finnes noen utmerkede rom-tid verdenspunkter. Det er ingen hendelse som ville være den absolutte begynnelsen på en firedimensjonal, rom-tid-referanseramme. I lys av ideene presentert av Einstein i 1905, vil den firedimensjonale avstanden mellom verdenspunkter, dvs. rom-tidsintervallet vil ikke endres når disse punktene flyttes sammen langs verdenslinjen. Dette betyr at den rom-tidsmessige sammenhengen mellom to hendelser ikke er avhengig av hvilket verdenspunkt som er valgt som opphav, og at et hvilket som helst verdenspunkt kan spille rollen som et slikt opphav. Dermed er ideen om homogenitet kjerneideen til vitenskapen på 1600- og 1900-tallet. Det er konsekvent generalisert, overført fra rom til tid, og videre til rom-tid.

I 1911-1916. Einstein skapte den generelle relativitetsteorien. Teorien, opprettet i 1905, kalles den spesielle relativitetsteorien, siden den bare er gyldig for et spesielt tilfelle, rettlinjet og ensartet bevegelse.

I mange år hadde Einstein ideen om å underordne akselerert bevegelse til relativitetsprinsippet og lage en generell relativitetsteori, som ville vurdere ikke bare treghet, men også alle typer bevegelse. Treghetskraften virker jevnt på alle objekter.Det er en kraft som også virker jevnt på alle legemer. Dette er tyngdekraften.

Einstein kalte ekvivalensprinsippet utsagnet om ekvivalensen av tyngdekraften som virker på et system og treghetskraften som manifesterer seg under akselerert bevegelse. Dette prinsippet tillater oss å betrakte akselerert bevegelse som relativ. Faktisk er manifestasjonene av akselerert bevegelse (treghetskrefter) ikke forskjellige fra tyngdekreftene i et stasjonært system. Dette betyr at det ikke er noe internt kriterium for bevegelse, og bevegelse kan kun bedømmes i forhold til eksterne organer. Bevegelse, inkludert akselerert bevegelse av kropp A, består i å endre avstanden fra et eller annet referanselegeme B, og vi kan med samme rett si at B beveger seg i forhold til A.

Einstein identifiserte tyngdekraften, som bøyer verdenslinjene til bevegelige kropper, med krumningen til rom-tid. Denne ideen vil alltid være et eksempel på motet og dybden i fysisk tanke og samtidig et eksempel på den nye naturen til vitenskapelig tenkning, som finner virkelige fysiske ekvivalenter av euklidiske og ikke-euklidiske geometriske forhold. En kropp overlatt til seg selv beveger seg i en rett linje i tredimensjonalt rom. Den beveger seg i en rett linje i den firedimensjonale rom-tid-verdenen, siden på rom-tid-grafen, er hvert skift langs tidsaksen (hvert inkrement i tid) ledsaget av den samme økningen i den tilbakelagte romlige avstanden. Dermed tilsvarer treghetsbevegelser rette verdenslinjer, dvs. rette linjer i firedimensjonal rom-tid. akselererte bevegelser tilsvarer de buede verdenslinjene til den firedimensjonale rom-tid-verdenen. Tyngdekraften gir den samme akselerasjonen til kroppene. Det gir den samme akselerasjonen til lyset. Følgelig bøyer tyngdekraften verdenslinjer. Hvis rette linjer tegnet på et plan plutselig viste seg å være buede, og fikk samme krumning, ville vi anta at planet var buet, ble en buet overflate, for eksempel overflaten til en ball. Kanskje tyngdekraften, jevnt bøyende verdenslinjer, betyr at rom-tid ved et gitt verdenspunkt (ved et gitt romlig punkt og på et gitt tidspunkt) har fått en viss krumning. En endring i gravitasjonskrefter, en endring i tyngdekraftens intensitet og retning, kan da betraktes som en endring i krumningen til rom-tid. Linjens krumning krever ingen forklaring. Overflatens krumning er også en ganske visuell representasjon. Vi vet at på en buet overflate, for eksempel jordklodens overflate, slutter teoremene for euklidisk geometri på planet å være gyldige. I stedet for rette linjer, blir andre geodesiske linjer de korteste linjene, for eksempel når det gjelder overflaten til en ball av en stor sirkelbue: for å reise den korteste ruten fra nord til sør, må du bevege deg langs buen til meridian. På en geodesisk linje, som erstatter en rett linje, kan mange forskjellige perpendikulære senkes fra ett punkt, for eksempel fra en pol til ekvator. Vi kan ikke visualisere krumningen til tredimensjonalt rom. Men vi kan kalle krumning avviket til den tredimensjonale verden fra euklidisk geometri. Vi kan gjøre det samme med en firedimensjonal manifold. La oss gjenta utgangspunktet for den generelle relativitetsteorien. På hvert punkt som befinner seg i feltet med gravitasjonskrefter av en hvilken som helst stor masse, for eksempel solen, faller alle legemer med samme akselerasjon, og ikke bare legemer, men lys får også akselerasjon, og den samme akselerasjonen avhenger av solens masse . I firedimensjonal geometri kan slik akselerasjon representeres som en rom-tid-verden. I følge den generelle relativitetsteorien bøyer tilstedeværelsen av tunge masser rom-tidsverdenen, og denne krumningen uttrykkes i tyngdekraften, og endrer banene og hastighetene til kropper og lysstråler. I 1919 bekreftet astronomiske observasjoner Einsteins teori om tyngdekraften – generell relativitet. Stjernestrålene bøyes når de passerer solen, og deres avvik fra den rette banen viste seg å være de samme som de som ble beregnet teoretisk av Einstein. Krumningen til romtiden endres avhengig av fordelingen av tunge masser. Legger du ut på en reise gjennom Universet uten å endre retning, dvs. etter de geodetiske linjene i det omkringliggende rommet, vil vi på veien møte firedimensjonale bakker - gravitasjonsfeltene til planeter, fjell - gravitasjonsfeltene til stjerner, store rygger - gravitasjonsfeltene til galakser. Når vi reiser på denne måten over jordens overflate, kjenner vi, i tillegg til åser og fjell, om krumningen jordens overflate generelt og er sikre på at vi fortsetter reisen i samme retning, for eksempel langs ekvator, kommer tilbake til stedet vi dro fra. Når vi reiser i universet, møter vi også den generelle krumningen av rommet, som er relatert til gravitasjonsfeltene til planeter, stjerner og galakser, akkurat som jordens krumning er relatert til relieff av overflaten. Hvis ikke bare rommet, men også tiden var buet, ville vi, som et resultat av romreise, vendt tilbake til den opprinnelige romlige banen og til den opprinnelige romlige posisjonen. Dette er umulig. Einstein foreslo at bare rommet er buet.

I 1922 la A.A. Friedman (1888-1925) frem en hypotese om endringen i radiusen til den generelle krumningen av rommet over tid. Noen astronomiske observasjoner bekrefter denne hypotesen; avstandene mellom galaksene øker over tid, og galaksene beveger seg fra hverandre. Kosmologiske begreper knyttet til den generelle relativitetsteorien er imidlertid fortsatt svært langt unna den sikkerheten og det unike som er karakteristisk for den spesielle relativitetsteorien.

ABSTRAKT

Filosofiske aspekter ved relativitetsteorien

Einstein

Gorinov D.A.

Perm 1998
Introduksjon.

I sent XIX På begynnelsen av 1900-tallet ble det gjort en rekke store funn, som startet en revolusjon innen fysikk. Det førte til en revisjon av nesten alle klassiske teorier i fysikk. Kanskje en av de største i betydning og som spilte den viktigste rollen i utviklingen av moderne fysikk, sammen med kvanteteorien, var A. Einsteins relativitetsteori.

Opprettelsen av relativitetsteorien gjorde det mulig å revidere tradisjonelle syn og ideer om den materielle verden. En slik revisjon av eksisterende synspunkter var nødvendig, siden mange problemer hadde samlet seg i fysikken som ikke kunne løses ved hjelp av eksisterende teorier.

Et av disse problemene var spørsmålet om den begrensende hastigheten for lysutbredelse, som ble ekskludert fra synspunktet til det da dominerende prinsippet om Galileos relativitetsteori, som var basert på Galileos transformasjoner. Sammen med dette var det mange eksperimentelle fakta til fordel for ideen om konstansen og grensen for lysets hastighet (den universelle konstanten). Et eksempel her er forsøket til Michelson og Morley, utført i 1887, som viste at lyshastigheten i et vakuum ikke er avhengig av lyskildenes bevegelse og er den samme i alle treghetsreferanserammer. Samt observasjonene til den danske astronomen Ole Roemer, som bestemte seg tilbake i 1675. basert på forsinkelsen av formørkelser av Jupiters satellitter, den endelige verdien av lysets hastighet.

Et annet betydelig problem som oppsto i fysikken var knyttet til ideer om rom og tid. Ideene om dem som eksisterte i fysikken var basert på lovene i klassisk mekanikk, siden i fysikken var det dominerende synet at ethvert fenomen til syvende og sist har en mekanistisk natur, siden Galileos relativitetsprinsipp virket universelt, relatert til alle lover, og ikke bare mekanikkens lover. Fra Galileos prinsipp, basert på Galileos transformasjoner, fulgte det at rommet ikke er avhengig av tid og omvendt, tid er ikke avhengig av rom.

Rom og tid ble tenkt som gitte former uavhengig av hverandre; alle oppdagelsene gjort i fysikk passet inn i dem. Men en slik samsvar mellom fysikkens bestemmelser og begrepet rom og tid eksisterte bare inntil elektrodynamikkens lover, uttrykt i Maxwells likninger, ble formulert, siden det viste seg at Maxwells likninger ikke er invariante under galileiske transformasjoner.

Kort tid før etableringen av relativitetsteorien fant Lorentz transformasjoner der Maxwells ligninger forble invariable. I disse transformasjonene, i motsetning til Galileos transformasjoner, var ikke tiden i ulike referansesystemer den samme, men det viktigste var at av disse transformasjonene fulgte det ikke lenger at rom og tid var uavhengige av hverandre, siden tiden var involvert i transformasjonen av koordinater, og ved konvertering av tid - koordinater. Og som en konsekvens av dette dukket spørsmålet opp - hva skal jeg gjøre? Det var to løsninger, den første var å anta at Maxwells elektrodynamikk var feil, eller den andre var å anta at klassisk mekanikk med dens transformasjoner og Galileos relativitetsprinsipp er omtrentlig og ikke kan beskrive alle fysiske fenomener.

På dette stadiet i fysikken dukket det altså opp motsetninger mellom det klassiske relativitetsprinsippet og posisjonen til den universelle konstanten, så vel som mellom klassisk mekanikk og elektrodynamikk. Det har vært mange forsøk på å gi andre formuleringer til elektrodynamikkens lover, men de har ikke lyktes. Alt dette spilte rollen som forutsetninger for opprettelsen av relativitetsteorien.

Einsteins arbeid, sammen med enorm betydning i fysikk, er også av stor filosofisk mening. Det åpenbare i dette følger av at relativitetsteorien er knyttet til slike begreper som materie, rom, tid og bevegelse, og de er et av de grunnleggende filosofiske begrepene. Den dialektiske materialismen fant argumentasjon for sine ideer om rom og tid i Einsteins teori. I dialektisk materialisme er en generell definisjon av rom og tid gitt som former for eksistens av materie, og derfor er de uløselig knyttet til materie, uatskillelige fra den. "Fra vitenskapelig materialismes ståsted, som er basert på data fra spesielle vitenskaper, er rom og tid ikke uavhengige realiteter uavhengig av materie, men interne former for dens eksistens." En slik uløselig forbindelse mellom rom og tid og bevegelig materie ble vellykket demonstrert av Einsteins relativitetsteori.

Det var også forsøk på å bruke idealistenes relativitetsteori som bevis på at de hadde rett. For eksempel sa den amerikanske fysikeren og filosofen F. Frank at det tjuende århundres fysikk, spesielt relativitetsteorien og kvantemekanikken, stoppet bevegelsen av filosofisk tanke mot materialisme, basert på dominansen til det mekaniske verdensbildet i forrige århundre. Frank sa at «i relativitetsteorien gjelder ikke loven om bevaring av materie lenger; materie kan transformeres til immaterielle enheter, til energi."

Alle idealistiske tolkninger av relativitetsteorien er imidlertid basert på forvrengte konklusjoner. Et eksempel på dette er at noen ganger bytter idealister ut det filosofiske innholdet i begrepene «absolutt» og «relativt» med fysiske. De hevder at siden koordinatene til en partikkel og dens hastighet alltid vil forbli rene relative verdier (i fysisk forstand), det vil si at de aldri vil bli engang tilnærmet til absolutte verdier og derfor, visstnok, aldri vil være i stand til å reflektere den absolutte sannheten (i filosofisk forstand) . I virkeligheten er koordinater og hastighet, til tross for at de ikke har en absolutt karakter (i fysisk forstand), en tilnærming til den absolutte sannheten.

Relativitetsteorien etablerer den relative naturen til rom og tid (i fysisk forstand), og idealister tolker dette som dens fornektelse av rom og tids objektive natur. Idealister prøver å bruke den relative naturen til samtidigheten og rekkefølgen av to hendelser som er et resultat av tidens relativitet for å benekte den nødvendige natur av årsakssammenhengen. I den dialektisk-materialistiske forståelsen er både de klassiske ideene om rom og tid og relativitetsteorien relative sannheter som kun inkluderer elementer av absolutt sannhet.

Frem til midten av 1800-tallet var materiebegrepet i fysikken identisk med substansbegrepet. Inntil denne tiden kjente fysikk bare til materie som et stoff som kunne ha tre tilstander. Denne ideen om materie fant sted på grunn av det faktum at "objektene for studier av klassisk fysikk bare beveget materielle kropper i form av materie; i tillegg til materie kjente ikke naturvitenskapen andre typer og tilstander av materie (elektromagnetiske prosesser var tilskrives enten materiell eller dets egenskaper) ". Av denne grunn ble de mekaniske egenskapene til materie anerkjent som universelle egenskaper for verden som helhet. Einstein nevnte dette i sine arbeider, og skrev at "for en fysiker fra det tidlige nittende århundre besto virkeligheten i vår ytre verden av partikler mellom hvilke enkle krefter, bare avhengig av avstand."

Ideer om materie begynte å endre seg først med fremkomsten av et nytt konsept introdusert av den engelske fysikeren M. Faraday - felt. Faraday, etter å ha oppdaget elektromagnetisk induksjon i 1831 og oppdaget sammenhengen mellom elektrisitet og magnetisme, ble grunnleggeren av læren om det elektromagnetiske feltet og ga derved drivkraft til utviklingen av ideer om elektromagnetiske fenomener, og derfor til utviklingen av begrepet materie. . Faraday introduserte først slike begreper som elektriske og magnetiske felt, uttrykte ideen om eksistensen av elektromagnetiske bølger og åpnet dermed en ny side i fysikk. Deretter supplerte og utviklet Maxwell Faradays ideer, som et resultat av at teorien om det elektromagnetiske feltet dukket opp.

For en viss tid gjorde feilen med å identifisere materie med substans seg ikke, i det minste åpenbart, selv om substans ikke dekket alle kjente gjenstander i naturen, for ikke å nevne sosiale fenomener. Det var imidlertid av grunnleggende betydning at materie i form av et felt ikke kunne forklares ved hjelp av mekaniske bilder og ideer, og at dette området av natur, som elektromagnetiske felt tilhører, i økende grad begynte å bli manifestere seg.

Oppdagelsen av elektriske og magnetiske felt ble en av fysikkens grunnleggende oppdagelser. Det påvirket i stor grad videre utvikling vitenskap, så vel som filosofiske ideer om verden. I noen tid kunne ikke elektromagnetiske felt underbygges vitenskapelig, eller en sammenhengende teori kunne bygges rundt dem. Forskere har fremsatt mange hypoteser i et forsøk på å forklare naturen til elektromagnetiske felt. Slik forklarte B. Franklin elektriske fenomener med tilstedeværelsen av et spesielt stoff som består av svært små partikler. Euler prøvde å forklare elektromagnetiske fenomener gjennom eteren; han sa at lys i forhold til eteren er det samme som lyd i forhold til luft. I løpet av denne perioden ble den korpuskulære teorien om lys populær, ifølge hvilken lysfenomener ble forklart av utslipp av partikler fra lysende legemer. Det har vært forsøk på å forklare elektriske og magnetiske fenomener ved at det finnes visse materielle stoffer som tilsvarer disse fenomenene. "De ble tildelt forskjellige betydelige sfærer. Selv i tidlig XIX V. magnetiske og elektriske prosesser ble forklart av tilstedeværelsen av henholdsvis magnetiske og elektriske væsker."

ABSTRAKT

Filosofiske aspekter ved relativitetsteorien

Einstein

Gorinov D.A.

Perm 1998
Introduksjon.

På slutten av 1800- og begynnelsen av 1900-tallet ble det gjort en rekke store funn, som startet en revolusjon innen fysikk. Det førte til en revisjon av nesten alle klassiske teorier i fysikk. Kanskje en av de største i betydning og som spilte den viktigste rollen i utviklingen av moderne fysikk, sammen med kvanteteorien, var A. Einsteins relativitetsteori.

Einsteins arbeid, sammen med dets enorme betydning i fysikk, har også stor filosofisk betydning. Det åpenbare i dette følger av at relativitetsteorien er knyttet til slike begreper som materie, rom, tid og bevegelse, og de er et av de grunnleggende filosofiske begrepene. Den dialektiske materialismen fant argumentasjon for sine ideer om rom og tid i Einsteins teori. I dialektisk materialisme er en generell definisjon av rom og tid gitt som former for eksistens av materie, og derfor er de uløselig knyttet til materie, uatskillelige fra den. "Fra vitenskapelig materialismes ståsted, som er basert på data fra spesielle vitenskaper, er rom og tid ikke uavhengige realiteter uavhengig av materie, men interne former for dens eksistens." En slik uløselig forbindelse mellom rom og tid og bevegelig materie ble vellykket demonstrert av Einsteins relativitetsteori.

Frem til midten av 1800-tallet var materiebegrepet i fysikken identisk med substansbegrepet. Inntil denne tiden kjente fysikk bare til materie som et stoff som kunne ha tre tilstander. Denne ideen om materie fant sted på grunn av det faktum at "objektene for studier av klassisk fysikk bare beveget materielle kropper i form av materie; i tillegg til materie kjente ikke naturvitenskapen andre typer og tilstander av materie (elektromagnetiske prosesser var tilskrives enten materiell eller dets egenskaper) ". Av denne grunn ble de mekaniske egenskapene til materie anerkjent som universelle egenskaper for verden som helhet. Einstein nevnte dette i sine arbeider, og skrev at "for fysikeren på begynnelsen av det nittende århundre besto virkeligheten i vår ytre verden av partikler mellom hvilke enkle krefter virker, bare avhengig av avstand."

Oppdagelsen av elektriske og magnetiske felt ble en av fysikkens grunnleggende oppdagelser. Det påvirket i stor grad den videre utviklingen av vitenskapen, så vel som filosofiske ideer om verden. I noen tid kunne ikke elektromagnetiske felt underbygges vitenskapelig, eller en sammenhengende teori kunne bygges rundt dem. Forskere har fremsatt mange hypoteser i et forsøk på å forklare naturen til elektromagnetiske felt. Slik forklarte B. Franklin elektriske fenomener med tilstedeværelsen av et spesielt stoff som består av svært små partikler. Euler prøvde å forklare elektromagnetiske fenomener gjennom eteren; han sa at lys i forhold til eteren er det samme som lyd i forhold til luft. I løpet av denne perioden ble den korpuskulære teorien om lys populær, ifølge hvilken lysfenomener ble forklart av utslipp av partikler fra lysende legemer. Det har vært forsøk på å forklare elektriske og magnetiske fenomener ved at det finnes visse materielle stoffer som tilsvarer disse fenomenene. "De ble tildelt forskjellige betydelige sfærer. Selv på begynnelsen av 1800-tallet. magnetiske og elektriske prosesser ble forklart av tilstedeværelsen av henholdsvis magnetiske og elektriske væsker."

Fenomener assosiert med elektrisitet, magnetisme og lys har vært kjent i lang tid, og forskere, som studerte dem, prøvde å forklare disse fenomenene separat, men siden 1820. en slik tilnærming ble umulig, siden arbeidet utført av Ampere og Ørsted ikke kunne ignoreres. I 1820 Oersted og Ampere gjorde funn, som et resultat av at sammenhengen mellom elektrisitet og magnetisme ble tydelig. Ampere oppdaget at hvis en strøm går gjennom en leder plassert ved siden av en magnet, begynner krefter fra magnetens felt å virke på denne lederen. Oersted observerte en annen effekt: påvirkningen av en elektrisk strøm som strømmer gjennom en leder på en magnetisk nål plassert ved siden av lederen. Av dette kunne det konkluderes at endringen elektrisk felt ledsaget av utseendet til et magnetisk felt. Einstein bemerket den spesielle betydningen av funnene som ble gjort: "Endringen i det elektriske feltet produsert av bevegelsen av en ladning er alltid ledsaget av et magnetisk felt - en konklusjon basert på Oersteds eksperiment, men den inneholder noe mer. Den inneholder erkjennelsen av at sammenhengen mellom det elektriske feltet, som endres over tid, og det magnetiske feltet er veldig betydelig."

På grunnlag av eksperimentelle data akkumulert av Oersted, Ampere, Faraday og andre forskere, skapte Maxwell en holistisk teori om elektromagnetisme. Senere førte forskningen hans til konklusjonen at lys og elektromagnetiske bølger har samme natur. Sammen med dette ble det oppdaget at det elektriske og magnetiske feltet har en egenskap som energi. Einstein skrev om dette: «Den som først bare var en hjelpemodell, blir mer og mer ekte. Tildelingen av energi til feltet er et ytterligere trinn i utviklingen, der konseptet om felt blir mer og mer essensielt, og de substansielle konseptene som er karakteristiske for det mekanistiske synspunktet blir stadig mer sekundære." Maxwell viste også at et elektromagnetisk felt, når det først er opprettet, kan eksistere uavhengig, uavhengig av kilden. Imidlertid isolerte han ikke feltet til en egen form for materie, som ville være forskjellig fra materie.

Videreutvikling av teorien om elektromagnetisme av en rekke forskere, inkludert G.A. Lorenz, ristet det vanlige bildet av verden. I Lorentz sin elektroniske teori, i motsetning til Maxwells elektrodynamikk, var ladningen som genererer det elektromagnetiske feltet ikke lenger formelt representert; elektroner begynte å spille rollen som ladningsbærer og feltkilde for Lorentz. Men en ny hindring oppsto på veien for å klargjøre sammenhengen mellom det elektromagnetiske feltet og materie. Materie, i samsvar med klassiske ideer, ble tenkt som en diskret materiell formasjon, og feltet ble representert som et kontinuerlig medium. Egenskapene til materie og felt ble ansett som uforenlige. Den første personen til å bygge bro over dette gapet som skiller materie og felt var M. Planck. Han kom til den konklusjon at prosessene med utslipp og absorpsjon av felt av materie skjer diskret, i kvantum med energi E=h n. Som et resultat av dette endret ideer om felt og materie seg og førte til at hindringen for å anerkjenne feltet som en form for materie ble fjernet. Einstein gikk videre, han foreslo det elektromagnetisk stråling ikke bare slippes det ut og absorberes i porsjoner, men det distribueres diskret. Han sa at fri stråling er en strøm av kvanter. Einstein assosierte lysets kvantum, analogt med materie, med momentum - hvis størrelse ble uttrykt i form av energi E/c=h n /c(eksistensen av en impuls ble bevist i eksperimenter utført av den russiske forskeren P. N. Lebedev i eksperimenter for å måle lystrykket på faste stoffer og gasser). Her viste Einstein kompatibiliteten til egenskapene til materie og felt, siden venstre side av forholdet ovenfor reflekterer korpuskulære egenskaper, og høyre side reflekterer bølgeegenskaper.

Så nærmer seg begynnelsen av 1800-tallet, hadde det samlet seg mye fakta angående begrepene felt og materie. Mange forskere begynte å betrakte felt og materie som to former for eksistens av materie; basert på dette, så vel som en rekke andre hensyn, oppsto behovet for å kombinere mekanikk og elektrodynamikk. "Det viste seg imidlertid å være umulig å bare knytte elektrodynamikkens lover til Newtons bevegelseslover og erklære dem for å være et enhetlig system som beskriver mekaniske og elektromagnetiske fenomener i en hvilken som helst treghetsreferanse." Umuligheten av en slik forening av de to teoriene kom av det faktum at disse teoriene, som nevnt tidligere, er basert på forskjellige prinsipper; dette kom til uttrykk i det faktum at elektrodynamikkens lover, i motsetning til den klassiske mekanikkens lover, er ikke- kovariant med hensyn til galileiske transformasjoner.

For å bygge et enhetlig system som ville inkludere både mekanikk og elektrodynamikk, var det to mest åpenbare måter. Den første var å endre Maxwells ligninger, det vil si elektrodynamikkens lover, slik at de begynte å tilfredsstille Galileos transformasjoner. Den andre veien var assosiert med klassisk mekanikk og krevde dens revisjon og spesielt introduksjonen av andre transformasjoner i stedet for Galileos transformasjoner, som ville sikre kovariansen av både mekanikkens lover og elektrodynamikkens lover.

Den andre veien viste seg å være riktig, som Einstein fulgte, og skapte den spesielle relativitetsteorien, som til slutt etablerte nye ideer om materie i seg selv.

Deretter ble kunnskapen om materie supplert og utvidet, og integrasjonen av materiens mekaniske egenskaper og bølgeegenskaper ble mer uttalt. Dette kan vises med eksempelet på en teori som ble presentert av Louis de Broglie i 1924. I den antydet de Broglie at ikke bare bølger har korpuskulære egenskaper, men også materiepartikler har på sin side bølgeegenskaper. Så de Broglie assosierte en bevegelig partikkel med en bølgekarakteristikk - bølgelengde l = h/p, Hvor s- momentum av partikkelen. Basert på disse ideene skapte E. Schrödinger kvantemekanikk, hvor bevegelsen til en partikkel beskrives ved hjelp av bølgeligninger. Og disse teoriene, som viste tilstedeværelsen av bølgeegenskaper i materie, ble bekreftet eksperimentelt - for eksempel ble det oppdaget når mikropartikler passerte gjennom krystallgitter Det er mulig å observere fenomener som tidligere ble antatt å være iboende kun for lys, disse er diffraksjon og interferens.

Og også en kvantefeltteori ble utviklet, som er basert på konseptet om et kvantefelt - spesiell type materie, den er i partikkeltilstand og i felttilstand. En elementær partikkel i denne teorien er representert som en eksitert tilstand av et kvantefelt. Et felt er den samme spesielle typen materie som er karakteristisk for partikler, men bare i en ueksitert tilstand. I praksis har det vist seg at hvis energien til et kvantum av det elektromagnetiske feltet overstiger den indre energien til elektronet og positronet, som, som vi vet fra relativitetsteorien, er lik. mc 2, og hvis et slikt kvante kolliderer med en kjerne, vil et elektron-positron-par vises som et resultat av samspillet mellom det elektromagnetiske kvantumet og kjernen. Det er også en omvendt prosess: når et elektron og et positron kolliderer, skjer det utslettelse - i stedet for to partikler oppstår to g-kvanter. Slike gjensidige transformasjoner av feltet til materie og tilbake av materie inn i feltet indikerer eksistensen av en nær forbindelse mellom materiens materielle og feltformer, som ble tatt som grunnlag for dannelsen av mange teorier, inkludert relativitetsteorien.

Som du kan se, etter publisering i 1905. Den spesielle relativitetsteorien gjorde mange oppdagelser relatert til spesielle studier av materie, men alle disse oppdagelsene var avhengige av den generelle ideen om materie, som først ble gitt i verkene til Einstein i form av et helhetlig og konsistent bilde.

Rom og tid

Problemet med rom og tid, i likhet med materiens problem, er direkte relatert til fysisk vitenskap og filosofi. I dialektisk materialisme er en generell definisjon av rom og tid gitt som former for materiens eksistens. "Fra vitenskapelig materialismes ståsted, som er basert på data fra bestemte vitenskaper, er rom og tid ikke uavhengige realiteter uavhengig av materie, men interne former for dens eksistens," og derfor er de uløselig knyttet til materie, uatskillelige fra den. Denne ideen om rom og tid eksisterer også i moderne fysikk, men i perioden med dominans av klassisk mekanikk var det ikke slik - rommet ble skilt fra materie, var ikke forbundet med det og var ikke dets eiendom. Denne posisjonen til rommet i forhold til materie fulgte av læren til Newton, skrev han at "absolutt rom, ved selve essensen, uavhengig av noe eksternt, forblir alltid det samme og ubevegelig. Den relative er dens mål eller en eller annen begrenset bevegelig del, som bestemmes av våre sanser av dens posisjon i forhold til visse kropper og som i hverdagen aksepteres som ubevegelig plass... Plass er den delen av rommet som okkuperes av en kropp, og i forhold til rom kan det enten være absolutt eller relativt."

Tiden virket også adskilt fra materien og var ikke avhengig av noen pågående fenomener. Newton delte tid, så vel som rom, inn i absolutt og relativ, det absolutte eksisterte objektivt, denne "sanne matematiske tiden, i seg selv og dens essens, uten noen relasjon til noe eksternt, flyter jevnt og kalles ellers varighet." Relativ tid var bare tilsynelatende, bare oppfattet gjennom sansene, en subjektiv oppfatning av tid.

Rom og tid ble ansett som uavhengige ikke bare av fenomener som oppstod i den materielle verden, men også fra hverandre. Dette er et vesentlig konsept i dette konseptet, som tidligere nevnt, rom og tid er uavhengige i forhold til bevegelig materie og er ikke avhengige av hverandre, kun underlagt sine egne lover.

Sammen med det substantielle begrepet eksisterte og utviklet et annet begrep om rom og tid - det relasjonelle. Dette konseptet ble hovedsakelig fulgt av idealistiske filosofer; i materialismen var et slikt konsept snarere unntaket enn regelen. I følge dette konseptet er ikke rom og tid noe uavhengig, men er avledet fra en mer grunnleggende essens. Røttene til relasjonsbegrepet går århundrer tilbake til Platon og Aristoteles. I følge Platon ble tiden skapt av Gud, hos Aristoteles ble dette konseptet videreutviklet. Han vaklet mellom materialisme og idealisme og anerkjente derfor to tolkninger av tid. I følge en av dem (idealistisk) ble tid presentert som et resultat av sjelens handling, den andre materialisten var at tid ble presentert som et resultat av objektiv bevegelse, men hovedsaken i hans ideer om tid var at tiden var ikke et uavhengig stoff.

Under dominansen i fysikk av ideer om rom og tid for data i Newtons teori, rådde det relasjonelle konseptet i filosofien. Dermed utviklet Leibniz den ganske fullt ut basert på ideene hans om materie, som var bredere enn Newtons. Leibniz representerte materie som en åndelig substans, men det var verdifullt at han ved å definere materie ikke begrenset seg til dens materielle form; han inkluderte også lys og magnetiske fenomener som materie. Leibniz avviste eksistensen av tomhet og sa at materie eksisterer overalt. Basert på dette avviste han Newtons konsept om rom som absolutt, og avviste derfor ideen om at rom er noe uavhengig. Ifølge Leibniz ville det være umulig å betrakte rom og tid utenfor ting, siden de var egenskaper ved materie. "Materie, mente han, spiller en avgjørende rolle i rom-tidsstrukturen. Imidlertid ble denne ideen til Leibniz om tid og rom ikke bekreftet i samtidsvitenskap og ble derfor ikke akseptert av hans samtidige.»

Leibniz var ikke den eneste som motarbeidet Newton; blant materialistene kan man trekke frem John Toland; han, i likhet med Leibniz, avviste absoluttiseringen av rom og tid; etter hans mening ville det være umulig å tenke på rom og tid uten materie. For Toland var det ikke noe absolutt rom forskjellig fra materie, som ville være beholderen av materielle kropper; Det er ingen absolutt tid, isolert fra materielle prosesser. Rom og tid er egenskaper ved den materielle verden.

Det avgjørende skrittet mot utviklingen av en materialistisk romlære, basert på en dypere forståelse av materiens egenskaper, ble tatt av N. I. Lobachevsky i 1826. Inntil denne tiden ble Euklids geometri ansett som sann og urokkelig, den sa at rommet bare kan være rettlinjet. Nesten alle forskere stolte på euklidisk geometri, siden bestemmelsene ble perfekt bekreftet i praksis. Newton var intet unntak i å lage sin mekanikk.

Lobachevsky var den første som forsøkte å stille spørsmål ved ukrenkeligheten til Euklids lære, "han utviklet den første versjonen av geometrien til krumlinjet rom, der mer enn én rett linje parallelt med en gitt kan trekkes gjennom et punkt på et plan, summen av vinklene til en trekant er mindre enn 2d, og så videre; Ved å introdusere postulatet om parallelliteten til rette linjer, oppnådde Lobachevsky en internt ikke-motsigende teori."

Lobachevskys geometri var den første av mange lignende teorier utviklet senere, eksempler var Riemanns sfæriske geometri og Gaussisk geometri. Dermed ble det klart at euklidisk geometri ikke er en absolutt sannhet, og at det under visse omstendigheter kan eksistere andre geometrier enn euklidisk.

"Suksessene til naturvitenskapene, som førte til oppdagelsen av materie i en felttilstand, matematisk kunnskap, som oppdaget ikke-euklidiske geometrier, samt prestasjonene til filosofisk materialisme var grunnlaget for den dialektisk-materialistiske doktrinen om materiens egenskaper oppsto. Denne doktrinen absorberte hele kroppen av akkumulert naturvitenskap og filosofisk kunnskap, basert på en ny idé om materie." I dialektisk materialisme anerkjennes kategoriene rom og tid som å reflektere den ytre verden, de reflekterer de generelle egenskapene og relasjonene til materielle objekter og har derfor en generell karakter – ingen materiell dannelse er tenkelig utenfor tid og rom.

Alle disse bestemmelsene om dialektisk materialisme var en konsekvens av analysen av filosofisk og naturvitenskapelig kunnskap. Dialektisk materialisme kombinerer all den positive kunnskapen akkumulert av menneskeheten gjennom alle årtusener av dens eksistens. En teori dukket opp i filosofien som brakte mennesket nærmere forståelsen av verden rundt seg, som ga svar på hovedspørsmålet - hva er materie? I fysikk til 1905. en slik teori fantes ikke, det var mange fakta og gjetninger, men alle teoriene som ble fremsatt inneholdt bare fragmenter av sannheten, mange nye teorier motsa hverandre. Denne tilstanden eksisterte helt til Einstein publiserte verkene sine.

Den endeløse kunnskapsstigen

Opprettelsen av relativitetsteorien var et naturlig resultat av å bearbeide den fysiske kunnskapen akkumulert av menneskeheten. Relativitetsteorien ble det neste trinnet i utviklingen av fysisk vitenskap, og inkorporerte de positive aspektene ved teoriene som gikk forut. Dermed forkastet Einstein i sine arbeider, mens han benektet absolutismen til newtonsk mekanikk, den ikke fullstendig; han ga den sin rettmessige plass i strukturen til fysisk kunnskap, og mente at mekanikkens teoretiske konklusjoner bare er egnet for et visst spekter av fenomener . Situasjonen var lik andre teorier som Einstein stolte på; han hevdet kontinuiteten til fysiske teorier og sa at "den spesielle relativitetsteorien er resultatet av å tilpasse fysikkens grunnlag til Maxwell-Lorentz elektrodynamikk. Fra tidligere fysikk låner den antakelsen om gyldigheten av euklidisk geometri for lovene for romlig ordning absolutt faste stoffer, treghetssystem og treghetsloven. Den spesielle relativitetsteorien aksepterer loven om ekvivalens for alle treghetssystemer fra synspunktet om å formulere naturlovene som gyldige for all fysikk (spesielt relativitetsprinsipp). Fra Maxwell-Lorentz elektrodynamikk låner denne teorien loven om konstant lyshastighet i et vakuum (prinsippet om konstant lyshastighet)."

Samtidig forsto Einstein at den spesielle relativitetsteorien (STR) heller ikke var en urokkelig monolitt av fysikk. "Man kan bare konkludere," skrev Einstein, "at den spesielle relativitetsteorien ikke kan kreve ubegrenset anvendelighet; resultatene er kun anvendelige så lenge gravitasjonsfeltets innflytelse på fysiske fenomener (for eksempel lys) kan ignoreres.» STR var bare en annen tilnærming til en fysisk teori, som opererer innenfor en viss ramme, som var gravitasjonsfeltet. Den logiske utviklingen av den spesielle teorien var den generelle relativitetsteorien; den brøt "gravitasjonslenkene" og ble hode og skuldre over den spesielle teorien. Den generelle relativitetsteorien tilbakeviste imidlertid ikke den spesielle teorien, slik Einsteins motstandere forsøkte å forestille seg; ved denne anledningen skrev han i sine arbeider: "For et uendelig lite område kan koordinater alltid velges på en slik måte at gravitasjonsfeltet vil være fraværende i den. Da kan vi anta at i et så uendelig lite område gjelder den spesielle relativitetsteorien. Dermed er den generelle relativitetsteorien forbundet med den spesielle relativitetsteorien, og resultatene av sistnevnte overføres til førstnevnte."

Relativitetsteorien gjorde det mulig å ta et stort skritt fremover i å beskrive verden rundt oss, ved å forene de tidligere separate begrepene materie, bevegelse, rom og tid. Hun ga svar på mange spørsmål som forble uløst i århundrer, kom med en rekke spådommer som senere ble bekreftet, en av slike spådommer var antagelsen gjort av Einstein om krumningen av banen til en lysstråle nær Solen. Men samtidig oppsto nye problemer for forskerne. Hva ligger bak fenomenet singularitet, hva skjer med gigantiske stjerner når de "dør", hva gravitasjonskollaps faktisk er, hvordan universet ble født - det vil være mulig å løse disse og mange andre spørsmål bare ved å klatre enda et trinn oppover endeløs stigekunnskap.

Orlov V.V. Grunnleggende om filosofi (del én)

Newton I. Matematiske prinsipper for naturfilosofi.

D. P. Gribanov Filosofiske grunnlaget for relativitetsteorien M. 1982, s. 143

V.V. Orlov Fundamentals of Philosophy, del én, s. 173

Gribanov D.P. Filosofiske grunnlaget for relativitetsteorien. M. 1982, s. 147

Einstein A. Samling vitenskapelige arbeider, M., 1967, bind 2, s. 122

Einstein A. Collection of scientific works, M., 1967, bd. 1, s. 568

Einstein A. Collection of scientific works, M., 1967, bd. 1, s. 423

INNLEDNING 3
1. MATERIE, ROM, TID 4
2. ÅRSAKER TIL OPPSTÅELSE AV RELATIVITETSTEORIER
EINSTEIN 9
3. A. EINSTEINS RELATIVITETSTEORI 13
KONKLUSJON 19
REFERANSER 20

INTRODUKSJON

Prestasjoner moderne vitenskap angi preferansen til en relasjonell tilnærming til å forstå rom og tid. I denne forbindelse er det først og fremst nødvendig å fremheve prestasjonene til fysikk på 1900-tallet. Opprettelsen av relativitetsteorien var et betydelig skritt i forståelsen av rom og tid, som lar oss utdype, avklare og konkretisere filosofiske ideer om rom og tid.
Albert Einstein, teoretisk fysiker, en av grunnleggerne av moderne fysikk, ble født i Tyskland, bodde i Sveits siden 1893, i Tyskland siden 1914, emigrerte til USA i 1933. Hans opprettelse av relativitetsteorien ble den mest grunnleggende oppdagelsen på 1900-tallet, som hadde en enorm innvirkning på hele verdensbildet,
I følge moderne forskere har relativitetsteorien eliminert universell tid og bare etterlatt lokal tid, som bestemmes av intensiteten til gravitasjonsfelt og bevegelseshastigheten til materielle objekter. Einstein formulerte fundamentalt nye og metodisk viktige bestemmelser som bidro til å bedre forstå trekk ved rom og tid i ulike sfærer av objektiv virkelighet.

1. MATERIE, ROM, TID

Hvis vi sier at materie betyr den ytre verden som eksisterer uavhengig av vår bevissthet, så vil mange være enige i denne tilnærmingen. Det korrelerer også med ideer på nivå med sunn fornuft. Og i motsetning til noen filosofer, som mente det var useriøst å resonnere på nivået av daglig tenkning, aksepterer materialister denne "naturlige holdningen" som grunnlaget for deres teoretiske konstruksjoner.
Men ved å være enig i en slik foreløpig forståelse av materie, ta den for gitt, opplever folk ikke en følelse av overraskelse og beundring for dens dype betydning, rikdommen av metodiske muligheter som åpner seg i innholdet. En kort historisk analyse av tidligere begreper om materie og forståelse av essensen av denne kategorien vil hjelpe oss med å vurdere betydningen.
Begrensningene til materialismen fra 1700-tallet. i forståelsen av materie ble først og fremst uttrykt i absolutisering av oppnådd vitenskapelig kunnskap, forsøk på å "gi" materie med fysiske egenskaper. I verkene til P. Holbach, sammen med den mest generelle forståelsen av materie som en verden oppfattet gjennom sansene, sies det at materie har slike absolutte egenskaper som masse, treghet, ugjennomtrengelighet og evnen til å ha en figur.
Dette betyr at hovedprinsippet for materialitet var materialiteten, fysiskheten til gjenstandene rundt en person. Men med denne tilnærmingen, utenfor materialitetens grenser, var slike fysiske fenomener som elektrisitet og magnetfelt, som tydeligvis ikke hadde evnen til å ha en figur.
Det var også en forståelse av materie som et stoff, noe som er spesielt karakteristisk for filosofien til B. Spinoza. "Substans er ikke verden, rundt en person, men noe bak denne verden, som bestemmer dens eksistens." Stoff har egenskaper som forlengelse og tanke. Samtidig forble det uklart hvordan en enkelt, evig, uforanderlig substans er forbundet med verden av skiftende ting. Dette ga opphav til ironiske metaforer, og sammenlignet et stoff med en kleshenger som ulike egenskaper er hengt på, og lar det være uendret.
Begrensningene i forståelsen av materie i begge variantene ble tydelig avslørt på 1800-tallet. Vanligvis er hovedårsaken som nødvendiggjorde overgangen til en ny forståelse av materie som en filosofisk kategori krisen i fysikkens metodologiske grunnlag på begynnelsen av 1800-tallet og 1900-tallet
Som kjent var den viktigste prestasjonen til marxismens filosofi oppdagelsen av en materialistisk historieforståelse. Sosial eksistens, ifølge denne teorien, bestemmer sosial bevissthet. derimot økonomiske relasjoner bare til slutt bestemme funksjonen og utviklingen av samfunnet; sosial bevissthet og ideologi er relativt uavhengige og påvirker også sosial utvikling. Dette er hvordan marxistisk teori skiller seg fra "økonomisk determinisme".
I marxistisk teori ser det ut til at grensene for materialitet er utvidet, som inkluderer ikke bare selve objektene med deres materialitet og fysiske egenskaper, men også egenskaper og relasjoner (ikke bare ild, men også varmeegenskapen, ikke bare menneskene selv, men også deres produksjonsforhold osv.) d.). Dette er nettopp marxismens bidrag til forståelsen av materie, som ennå ikke er tilstrekkelig studert.
Å forstå materie som en objektiv virkelighet som eksisterer uavhengig av mennesket og ikke er identisk med helheten av dets sansninger, bidro til å overvinne den kontemplative naturen til tidligere filosofi. Dette er forårsaket av analysen av praksisens rolle i prosessen med erkjennelse, som lar oss identifisere nye objekter og deres egenskaper, inkludert på dette stadiet av historisk utvikling i objektiv virkelighet.
Det særegne ved denne forståelsen av materie er at ikke bare kroppslige objekter blir gjenkjent som materielle, men også egenskapene og relasjonene til disse objektene. Kostnad er materiell fordi det er mengden sosialt nødvendig arbeidskraft som brukes på å produsere et produkt. Anerkjennelse av materialiteten til produksjonsrelasjoner tjente som grunnlag for en materialistisk historieforståelse og studiet av objektive lover for samfunnets funksjon og utvikling.
Man kan prøve å finne visse grenser for anvendelsen av slike kategorier som «væren» og «materie». For det første er væren en bredere kategori, siden den dekker ikke bare objektiv, men også subjektiv virkelighet. For det andre kan væren og materie brukes til å skille mellom det som eksisterer og det som eksisterer (fremstår). Da kan det eksisterende presenteres som en objektiv virkelighet, realisert av en person i ferd med sin aktivitet.
I den moderne metodikken for vitenskapelig kunnskap inntar slike begreper som "fysisk virkelighet", "biologisk virkelighet", "sosial virkelighet" en viktig plass. Vi snakker om objektiv virkelighet, som blir tilgjengelig for en person i en bestemt sfære av hans aktivitet og på et visst stadium av historisk utvikling.
Filosofisk forståelse av verden begynner vanligvis med skillet mellom det materielle og det ideelle. Men for en mer fullstendig beskrivelse av objektene som studeres, trengs andre kategorier. Blant dem opptar kategoriene "bevegelse" og "hvile" en viktig plass.
Marxistisk filosofi, basert på de beste tradisjonene til tidligere tenkere, anerkjenner at hele verden er i en tilstand av kontinuerlig bevegelse, som er iboende i materielle objekter og ikke krever inngripen av guddommelige krefter eller en første impuls for dens eksistens. Bevegelse forstås som en filosofisk kategori for å betegne enhver endring, fra enkel bevegelse til tenkning. Verden er ikke en samling av ferdige ting, men en samling prosesser.
Grunnlaget for den sosiale bevegelsesformen er den målrettede aktiviteten til mennesker, og fremfor alt, ifølge Marx, «metoden for å produsere materielle goder». Mennesket opptrer som et objekt og gjenstand for historien. Til syvende og sist er historie aktiviteten til mennesker som forfølger sine interesser.
Rom og tid som uavhengige kategorier vises allerede i filosofien til det antikke østen, hvor de betraktes sammen med slike prinsipper som ild, vann, jord (Sankhya). Aristoteles ni hovedkategorier er tid, sted og posisjon. I filosofien til antikkens Hellas begynner de grunnleggende begrepene rom og tid å ta form: substansielle og relasjonelle. Den første betrakter rom og tid som uavhengige enheter, verdens prinsipper; den andre - som en måte å eksistere på for materielle objekter. Denne forståelsen av rom og tid finner sitt mest levende uttrykk i filosofien til Aristoteles og Lucretius Cara.
I moderne filosofi var grunnlaget for det vesentlige konseptet I. Newtons bestemmelser om absolutt rom og tid. Han hevdet at det absolutte rommet i sin essens, uavhengig av noe eksternt, alltid forblir det samme og ubevegelig. Absolutt tid ble ansett som ren varighet. Grunnlaget for slike utsagn var erfaringen fra klassisk fysikk og matematisk forskning (spesielt Euklids geometri).

2. ÅRSAKER TIL AT EINSTEINS RELATIVITETSTEORIER OPPSTÅR

Hvordan oppsto Einsteins private (spesielle) relativitetsteori, som begrenset studiet av et globalt fenomen til begrenset, delvis relativitet, til relativiteten til noen grunnleggende begreper, til det spesielle relativitetsprinsippet? Hvorfor oppsto og falt det på den fruktbare jorden til offentlig oppfatning?
Det er umulig å ikke legge merke til de objektive årsakene til utseendet til verk om relativitetsteorien. De skyldes den "oppvarmede, revolusjonære" politiske tilstanden i samfunnet og den spontant, dynamisk utviklende naturvitenskapen i andre halvdel av det 19. - tidlige 20. århundre. På den tiden avviste vitenskapen, på mange av sine sfærer, systematisk, den ene etter den andre, mange stereotypier - de da allment aksepterte standarder for ideer, som satte sitt preg på den metodiske nihilismen til relativitetsteorien som helhet.
I stor grad ble fremveksten av relativitetsteorien påvirket av den nå autoritative filosofien til Immanuel Kant, læren om uendelighet, endelig anerkjent på den tiden, samt noen matematiske verk, for eksempel de ikke-euklidiske geometriene til Lobachevsky (1792-1856) og Riemann (1826-1866), ideer om tiden til Minkowski og Poincaré. De ovennevnte årsakene og, som en konsekvens, de nye teoriene om Einsteins relativitet er forent av en generell mangel på erkjennelsesmetodikk; de er forent av det faktum at de ikke er motstridende, men unikt tolker (eller ikke tolker i det hele tatt) grunnleggende begreper som systematisk danner sine teorier og ikke anvender generelle vitenskapelige prinsipper for erkjennelse. Hvorfor våget de å gjøre dette? Fordi disse konseptene og prinsippene, på grunn av vitenskapens naturlige umodenhet, metodologisk ikke ble definert av deres forgjengere. Og bruken av teknologier for å "behandle kunnskapskonsepter" som utviklet seg raskt på den tiden (metoder for logikk, matematikk, fysikk, etc.) gjorde det mulig å oppnå svært originale endelige konklusjoner ved utgangen.
Den antikke greske vitenskapsmannen Ptolemaios, og deretter Immanuel Kant, postulerte virkelighetens avhengighet av kunnskapen selv. Et objekt, ifølge Kant, eksisterer som sådan bare i subjektets aktivitetsformer. Til nå har kunnskapsmetodikken brukt prinsippet til Kant og Ptolemaios: "Det jeg ser er essensen." Lignelsen om de fire blinde vise menn som følte en elefant dukker opp. Dessuten følte hver elefant spesielt på visse steder: den ene bare benet, den andre bare magen, den tredje snabelen, den fjerde halen. Og så kranglet de i uenighet om "sannheten" og "sannheten" av elefantens utseende som de visste. Faktisk, i tilnærmingen til kunnskap til Kant og Ptolemaios: "Det jeg ser er essensen," implementeres nettopp denne subjektive tilnærmingen til kunnskap, og muligheten for objektiv kunnskap avvises i sammenligning med allment aksepterte standarder - kunnskapsprinsippene.
Begrepet uendelighet er ennå ikke definert i det generelle vitenskapelige konseptet. Dette er et ikke-relativt begrep som prinsipielt ikke er gjenkjennelig i størrelsesorden og som ikke har en standard, og derfor en relativ komparativ størrelse.
Av denne grunn definerte Minkowski sin egen visjon om begrepet "tid". Da han konstruerte sine "metriske rom", introduserte han et konsept som er synonymt med begrepet tid - "planet til verdens manifestasjonsprosess", som "løper" med lysets hastighet fra en hvilken som helst vilkårlig valgt "opprinnelse til koordinater." Grunnbegrepet tid ble "justert" til den eksisterende geometriske tekniske prosessen med erkjennelse. Og moderne vitenskapsmenn leter nå intensivt etter måter og midler for å reise i rom-tid.
Symbiosen mellom teoriene til Minkowski og Riemann ga opphav til en firedimensjonal abstrakt tolkning av rom-tid, som har svært begrenset praktisk anvendelighet. For eksempel kan den ikke brukes til å modellere virkelige fysiske, skiftende naturobjekter, som funksjoner av deres skiftende egenskaper (parametere).
Rom-tid er en tolkning av hendelsesrommet tømt for dimensjon, og har kun egenskaper: romlige koordinater for forekomststedene og øyeblikk i tid for forekomsten av hendelser. Egenskapene til rom og tid er uforholdsmessige i forhold til hverandre, fordi fra en endring i den ene, endrer den andre ikke årsak og virkning, er ikke avhengig. Resultatet er et rom av hendelser blottet for fysisk essens - natur (dimensjon).
Einstein anså relativitetsprinsippet som han formulerte, angivelig ikke i strid med Galileos relativitetsprinsipp, for å være grunnlaget for den spesielle relativitetsteorien. Fraværet av metodisk dannede begreper om "tid" og "samtidighet" i Einsteins vitenskapelige arsenal, tatt i betraktning vedtakelsen av postulatet om den globale konstanten av lyshastigheten, tillot Einstein å "oppnå" i den spesielle relativitetsteorien samtidighet av hendelser på forskjellige punkter i rommet ved hjelp av signaler sendt fra en kilde til to objekter lyssignaler som synkroniserer klokkene til disse objektene, og danner samme tidsskala.
I følge Einstein, ved å danne tid på klokkene til disse objektene og deretter gi objektene forskjellige hastigheter, underbygger han, ved hjelp av Lorentz-transformasjonen, matematisk strengt at tiden flyter forskjellig i objekter som beveger seg med forskjellige hastigheter. Noe som i seg selv ikke bare er matematisk, men også fysisk åpenbart. Klokkene i tilfelle av en slik metode for å kjenne "tid", med slik synkronisering, vil løpe annerledes, fordi tidsskalaen slutter å være en enkelt referanse for begge klokkene som "løper bort" forskjellig fra lyssynkroniseringspulsene til tidsskalaene av gjenstander. Og hvis skalastandardene er forskjellige, vil forholdet mellom en hvilken som helst varighet av en prosess ved anlegget og forskjellige varighetsstandarder være forskjellig. Systemer for kunnskap om tid er ikke treghet. Hvis du "løper bort" fra å synkronisere pulser som "flyr" med lysets hastighet, vil en slik klokke på objektet stoppe helt. Einstein gikk mye lenger i sine generaliseringer og konklusjoner. Han "dramatisk revolusjonerende" hevder at lengden på objekter vil endre seg og biologiske prosesser (for eksempel aldring i "tvillingparadokset") vil forløpe annerledes i objekter (tvillinger) som beveger seg i forhold til hverandre og i forhold til lyskilden ved forskjellige hastigheter. Faktisk, "teoretisk underbygget" Einstein prinsippet om erkjennelse: "Størrelsen på egenskapene til et gjenkjennelig objekt (for eksempel egenskaper som karakteriserer aldring, eller varigheten av prosesser på et objekt, eller dets lengde) kausalt avhenger av "linjalen", på måten denne verdien måles på (vil bli kjent)".
3. A. EINSTEINS RELATIVITETSTEORI
Den mest grunnleggende oppdagelsen på 1900-tallet, som hadde en enorm innvirkning på hele verdensbildet, var etableringen av relativitetsteorien.
I 1905 publiserte en ung og ukjent teoretisk fysiker Albert Einstein (1879-1955) en artikkel i et spesielt fysikktidsskrift under den diskrete tittelen "On the electrodynamics of moving bodies." Denne artikkelen skisserte den såkalte spesielle relativitetsteorien.
I hovedsak var dette et nytt konsept for rom og tid, og ny mekanikk ble utviklet deretter. Gammel, klassisk fysikk var ganske konsistent med praksis som handlet om makrokropper som beveget seg i ikke veldig høye hastigheter. Og bare studier av elektromagnetiske bølger, felt og andre typer materie knyttet til dem tvang et nytt blikk på lovene til klassisk mekanikk.
Michelsons eksperimenter og Lorentz' teoretiske arbeider fungerte som grunnlaget for en ny visjon om de fysiske fenomenenes verden. Dette gjelder først og fremst rom og tid, de grunnleggende konseptene som bestemmer konstruksjonen av hele verdensbildet. Einstein viste at abstraksjonene av absolutt rom og absolutt tid introdusert av Newton burde forlates og erstattes av andre. Først av alt bør det bemerkes at egenskapene til rom og tid vil fremstå annerledes i systemer som er stasjonære og beveger seg i forhold til hverandre.
Så hvis du måler en rakett på jorden og fastslår at lengden for eksempel er 40 meter, og deretter fra jorden bestemmer størrelsen på den samme raketten, men beveger seg med høy hastighet i forhold til jorden, viser det seg at resultatet vil være mindre enn 40 meter. Og hvis du måler tiden som strømmer på jorden og på en rakett, viser det seg at klokkeavlesningene vil være annerledes. På en rakett som beveger seg i høy hastighet, vil tiden, i forhold til jordisk tid, flyte saktere, og jo saktere jo høyere rakettens hastighet, desto nærmere nærmer den seg lysets hastighet. Dette innebærer visse forhold som fra vårt vanlige praktiske ståsted er paradoksale.
Dette er det såkalte tvillingparadokset. La oss forestille oss tvillingbrødre, hvorav den ene blir astronaut og drar på en lang romreise, den andre forblir på jorden. Tiden går. Romskipet er på vei tilbake. Og mellom brødrene er det noe sånt som denne samtalen: "Hei," sier den som ble igjen på jorden, "jeg er glad for å se deg, men hvorfor har du ikke forandret deg nesten i det hele tatt, hvorfor er du så ung, fordi tretti år har gått siden du fløy bort.» "Hei," svarer astronauten, "og jeg er glad for å se deg, men hvorfor er du så gammel, jeg har bare flydd i fem år." Så ifølge jordklokka har det gått tretti år, men ifølge astronautenes klokker bare fem. Dette betyr at tiden ikke flyter likt gjennom universet; endringene avhenger av samspillet mellom bevegelige systemer. Dette er en av hovedkonklusjonene i relativitetsteorien.
Dette er en helt uventet konklusjon for sunn fornuft. Det viser seg at en rakett som hadde en viss fast lengde i starten bør bli kortere når den beveger seg med en hastighet nær lysets hastighet. Samtidig, i den samme raketten, ville klokken, kosmonautens puls, hjernerytmene hans og stoffskiftet i cellene i kroppen hans avta, det vil si at tiden i en slik rakett ville flyte langsommere enn tiden for observatør som ble igjen på oppskytningsstedet. Dette er selvfølgelig i strid med våre hverdagsideer, som ble dannet i opplevelsen av relativt lave hastigheter og er derfor utilstrekkelig for å forstå prosesser som utspiller seg i nærlyshastigheter.
Relativitetsteorien har avslørt et annet viktig aspekt ved rom-tid-relasjonene til den materielle verden. Hun avslørte en dyp forbindelse mellom rom og tid, og viste at det i naturen er et enkelt rom-tid, og hver for seg fungerer rom og tid som dets unike projeksjoner, som det er delt inn i på forskjellige måter avhengig av arten av bevegelser av kropper. .
Den abstraherende evnen til menneskelig tenkning skiller rom og tid, og plasserer dem adskilt fra hverandre. Men for å beskrive og forstå verden, er deres kompatibilitet nødvendig, noe som er lett å etablere ved å analysere jevne situasjoner i hverdagen. Faktisk, for å beskrive en hendelse, er det ikke nok å bare bestemme stedet der den skjedde; det er også viktig å angi tidspunktet da den skjedde.
Før etableringen av relativitetsteorien, ble det antatt at objektiviteten til en rom-tidsbeskrivelse kun er garantert når, under overgangen fra ett referansesystem til et annet, separate romlige og separate tidsintervaller er bevart. Relativitetsteorien generaliserte denne posisjonen. Avhengig av arten av bevegelsen til referansesystemer i forhold til hverandre, forekommer ulike oppdelinger av en enkelt romtid i separate romlige og separate tidsintervaller, men de skjer på en slik måte at en endring i ett, så å si, kompenserer for en endring i den andre. Hvis for eksempel det romlige intervallet har gått ned, har tidsintervallet økt like mye, og omvendt.
Det viser seg at oppdelingen i rom og tid, som skjer forskjellig ved forskjellige bevegelseshastigheter, utføres på en slik måte at rom-tidsintervallet, det vil si felles rom-tid (avstanden mellom to nærliggende punkter på rom og tid), er alltid bevart, eller for å si det vitenskapelig språk, forblir invariant. Objektiviteten til en spatio-temporal hendelse avhenger ikke av hvilken referanseramme og med hvilken hastighet observatøren karakteriserer den mens han beveger seg. De romlige og tidsmessige egenskapene til objekter hver for seg viser seg å være variable når bevegelseshastigheten til objektene endres, men rom-tidsintervallene forblir invariable. Dermed avslørte den spesielle relativitetsteorien den interne forbindelsen mellom rom og tid som former for materies eksistens. På den annen side, siden selve endringen i romlige og tidsintervaller avhenger av arten av kroppens bevegelser, viste det seg at rom og tid bestemmes av tilstandene til bevegelig materie. De er slik som bevegelige materie er.
Dermed vitner filosofiske konklusjoner fra den spesielle relativitetsteorien til fordel for en relasjonell betraktning av rom og tid: selv om rom og tid er objektive, avhenger egenskapene deres av arten av materiens bevegelse og er assosiert med bevegelig materie.
Ideene til den spesielle relativitetsteorien ble videreutviklet og spesifisert i den generelle relativitetsteorien, som ble skapt av Einstein i 1916. I denne teorien ble det vist at geometrien til rom-tid er bestemt av naturen til gravitasjonsfeltet, som igjen bestemmes av den relative posisjonen til gravitasjonsmassene. I nærheten av store gravitasjonsmasser oppstår romkrumning (dets avvik fra den euklidiske metrikken) og tiden går langsommere. Hvis vi spesifiserer geometrien til rom-tid, blir gravitasjonsfeltets natur automatisk gitt, og omvendt: hvis en viss natur av gravitasjonsfeltet, plasseringen av gravitasjonsmasser i forhold til hverandre, er gitt, så er naturen rom-tid gis automatisk. Her er rom, tid, materie og bevegelse organisk smeltet sammen.
Det særegne ved relativitetsteorien skapt av Einstein er at den studerer bevegelsen til objekter med hastigheter som nærmer seg lysets hastighet (300 000 km per sekund).
Spesiell relativitet sier at når hastigheten til et objekt nærmer seg lysets hastighet, "sakteres tidsintervallene og lengden på objektet forkortes."
Generell relativitetsteori sier at nær sterke gravitasjonsfelt bremser tiden og rommet bøyer seg. I et sterkt gravitasjonsfelt vil den korteste avstanden mellom punktene ikke lenger være en rett linje, men en geofysisk kurve tilsvarende krumningen til gravitasjonsfeltlinjer. I et slikt rom vil summen av vinklene til en trekant være større eller mindre enn 180°, som er beskrevet av de ikke-euklidiske geometriene til N. Lobachevsky og B. Riemann. Bøyningen av en lysstråle i solens gravitasjonsfelt ble testet av engelske forskere allerede i 1919 under en solformørkelse.
Hvis i den spesielle relativitetsteorien forbindelsen mellom rom og tid med materielle faktorer bare ble uttrykt avhengig av deres bevegelse mens de abstraherte fra tyngdekraftens påvirkning, så i den generelle relativitetsteorien deres bestemmelse av strukturen og naturen til materielle objekter (materie). og elektromagnetisk felt) ble avslørt. Det viste seg at tyngdekraften påvirker elektromagnetisk stråling. I tyngdekraften ble det funnet en forbindelsestråd mellom kosmiske objekter, grunnlaget for orden i kosmos, laget generell konklusjon om verdens struktur som en sfærisk formasjon.
Einsteins teori kan ikke sees på som en tilbakevisning av Newtons teori. Det er kontinuitet mellom dem. Prinsippene til klassisk mekanikk beholder sin betydning i relativistisk mekanikk innenfor grensene for lave hastigheter. Derfor hevder noen forskere (for eksempel Louis de Broglie) at relativitetsteorien i en viss forstand kan betraktes som kronen på klassisk fysikk.

KONKLUSJON

Den spesielle relativitetsteorien, hvis konstruksjon ble fullført av A. Einstein i 1905, beviste at i den virkelige fysiske verden endres romlige og tidsintervaller når man flytter fra ett referansesystem til et annet.
Et referansesystem i fysikk er et bilde av et ekte fysisk laboratorium, utstyrt med en klokke og linjaler, det vil si instrumenter som man kan måle de romlige og tidsmessige egenskapene til legemer. Gammel fysikk mente at hvis referanserammer beveger seg jevnt og rettlinjet i forhold til hverandre (slik bevegelse kalles treghet), så endres ikke romlige intervaller (avstanden mellom to nærliggende punkter) og tidsintervaller (varigheten mellom to hendelser).
Relativitetsteorien tilbakeviste disse ideene, eller rettere sagt, viste deres begrensede anvendelighet. Det viste seg at bare når bevegelseshastighetene er små i forhold til lysets hastighet, kan vi omtrent anta at størrelsen på kropper og tidens gang forblir den samme, men når vi snakker om bevegelser med hastigheter nær lysets hastighet, da blir en endring i romlige og tidsintervaller merkbar. Med en økning i den relative bevegelseshastigheten til referansesystemet reduseres romlige intervaller og tidsintervaller strekkes.

BIBLIOGRAFI

1. Alekseev P.V., Panin A.V. Filosofi: Lærebok. – 3. utg., revidert. og tillegg – M.: TK Welby, Prospekt forlag, 2003. - 608 s.
2. Asmus V.F. Ancient filosofi. 3. utg. M., 2001.
3. Golbach P. Natursystem // Utvalgte verk: i 2 bind T. 1. - M., 1983. - S. 59-67.
4. Grünbaum A. Filosofiske problemer med rom og tid. M., 1998.
5. Cassirer E. Einsteins relativitetsteori. Per. med ham. Ed. For det andre, 2008. 144 s.
6. Kuznetsov V.G., Kuznetsova I.D., Mironov V.V., Momdzhyan K.Kh. Filosofi: Lærebok. - M.: INFRA-M, 2004. - 519 s.
7. Marx K., Engels F. Samlede verk. T. 19. - S. 377.
8. Motroshilova N.V. Fødsel og utvikling av filosofiske ideer: Historiske og filosofiske essays og portretter. M., 1991.
9. Spinoza B. En kort avhandling om Gud, mennesket og hans lykke // Utvalgte verk: i 2 bind T. 1. - M., 1987. - S. 82 - 83.
10. Filosofi: Lærebok / Red. prof. V.N. Lavrinenko. - 2. utgave, rev. og tillegg - M.: Advokat. 2004
11. Filosofi: Lærebok / Red. prof. O.A. Mitroshenkova. - M.: Gardariki, 2002. - 655 s.
12. Einstein A. Fysikk og virkelighet: Samling. vitenskapelig tr. T. 4. – M., 1967.

en fysisk teori, hvis hovedbetydning er utsagnet: i den fysiske verden skjer alt på grunn av rommets struktur og endringer i krumningen. Det er spesielle og generelle relativitetsteorier.

Den spesielle teorien formulert av A. Einstein i 1905 er basert på to postulater: 1. Alle fysikkens lover har samme form i alle treghetsrapporteringssystemer. 2. I alle fysiske systemer er lysets hastighet konstant.

Ved å utvikle denne teorien viste G. K4inkovsky i 1918 at egenskapene til universet vårt skulle beskrives av en vektor i firedimensjonal rom-tid. I 1916 tok Einstein neste skritt og publiserte den generelle relativitetsteorien (GR) – i hovedsak en teori om tyngdekraften. Årsaken til tyngdekraften, ifølge denne teorien, er krumningen av rommet nær massive kropper. Tensoranalyse og generell Riemannsk geometri brukes som et matematisk apparat i generell relativitetsteori.

En rekke viktige konsekvenser følger av relativitetsteorien. For det første loven om ekvivalens av masse og energi. For det andre, avvisningen av hypoteser om verdenseteren og absolutt rom og tid. For det tredje, ekvivalensen av gravitasjons- og treghetsmasser. Relativitetsteorien har funnet utallige eksperimentelle bekreftelser og brukes i kosmologi, partikkelfysikk, kjerneteknikk, etc.

Utmerket definisjon

Ufullstendig definisjon ↓

spesialist. (STR) og generelle (GTR) relativitetsteorier ble utviklet av A. Einstein i henholdsvis 1905 og 1916. Generell relativitet er basert på to postulater (prinsipper): 1) Einsteins relativitetsprinsipp (alle fysiske prosesser i treghetssystemer foregår nøyaktig likt); 2) Prinsippet om konstant lyshastighet (lyshastigheten i alle treghetssystemer er den samme i alle retninger og er ikke avhengig av bevegelsen til lyskilden og lysmottakeren. Lysets hastighet i et vakuum er maksimal hastighet som finnes i naturen). En rekke konsekvenser følger av disse postulatene: massen til en kropp øker med hastigheten på bevegelsen; tiden flyter ulikt i ulike systemer; tid og rom henger sammen og danner en firedimensjonal verden (dens egenskaper er ikke avhengig av materie), masse og energi er relatert med formelen E = mc2, en ny formel for å legge til hastigheter (i stedet for Galileos formel), osv. I Generell relativitet, relativitetsprinsippet ble utvidet til alle systemer. Dette fulgte av ekvivalensen av treghets- og gravitasjonsmasser, og GTR ble den generelle teorien om gravitasjon. Prinsippet om konstanten til lyshastigheten var begrenset til områder hvor gravitasjonskrefter kan neglisjeres. En rekke konklusjoner fulgte fra GTR: 1) Romtidens egenskaper avhenger av materiens bevegelse. Materielle kropper bøyer rom-tid, og skaper derved gravitasjonsfelt. 2) En lysstråle med treghets- og derfor gravitasjonsmasse må bøye seg i gravitasjonsfeltet. 3) Frekvensen av lys må endres som følge av gravitasjonsfeltet. STO og OTO sammen med kvantemekanikk ligge til grunn for moderne fysikk. F.M.Dyagilev

Utmerket definisjon

Ufullstendig definisjon ↓

fysisk teori, i utviklingen av hvilken det er nødvendig å skille 3 stadier. 1) Relativitetsprinsippet til klassisk mekanikk (Galileo, Newton) sier: i alle systemer som beveger seg jevnt og rettlinjet, foregår mekaniske prosesser på nøyaktig samme måte som i de i hvile. Følgelig kan den rettlinjede jevne bevegelsen til det tilsvarende systemet ikke bestemmes eller etableres uten hjelp av legemer plassert utenfor systemet. Så hvis du for eksempel kaster en ball vertikalt oppover i en rettlinjet og jevnt bevegelig jernbanevogn, vil den igjen falle vinkelrett ned, akkurat som om vognen sto. Tvert imot, for en observatør som står på en jernbanefylling, fremstår banen som en parabel. Basert på formen på parabelen observert fra utsiden og registrert (fotografert), er det mulig å bestemme toghastigheten i forhold til observatørens plassering. Situasjonen er lik med bevegelsen til himmellegemer i universet. Forsøk (Fizeau i 1849, Michelson i 1881, V. Wien og andre) ved bruk av elektromagnetiske (optiske) midler for å skape et absolutt system av relasjoner i verdensrommet (noe som ligner på en hvilende "eter" som et absolutt, ubevegelig rom - Newton) endte uten hell. 2) I Einsteins spesielle relativitetsteori (1905) ble et nytt tidsbegrep skapt for fysikk. Tiden bestemmes ikke lenger gjennom jordens rotasjon, men gjennom lysets utbredelse (300 000 km/s). Denne tiden er så nært knyttet til romlige dimensjoner at de sammen danner rom, som har fire dimensjoner. Etter å ha blitt en koordinat, mister tiden sin absolutte karakter og blir bare en "relativ" verdi i et system av forbindelser. Det ble funnet et begrep om romlig tid som tilsvarer alle fysiske fakta. 3) Den generelle relativitetsteorien (Einstein, 1916) fastslår at gravitasjon og akselerasjon er ekvivalente, at i samsvar med Minkowskis verden (1908), blir det tredimensjonale koordinatsystemet i klassisk fysikk supplert med tid som den fjerde koordinat ( se Kontinuum). Det utvider observasjon, inkludert vurdering av jevnt akselererte og roterende systemer, som krever komplekse matematiske apparater; geometrien som er nødvendig for dette, bestemmes først takket være denne fysiske relativitetsteorien (se Metageometri). Relativitetsteorien løser problemer som oppstår ved å observere forplantningen av elektromagnetiske og optiske fenomener, spesielt forplantningen av lys i bevegelige systemer. Resultatene av observasjoner tolket ved hjelp av relativitetsteorien avviker fra resultatene av observasjoner av klassisk mekanikk og elektrodynamikk bare der høye hastigheter og enorme avstander er involvert.

Utmerket definisjon

Ufullstendig definisjon ↓

fysisk teori om rom og tid, formulert av Einstein i 1905 (spesiell teori) og i 1916 (generell teori). Det kommer fra den såkalte. det klassiske relativitetsprinsippet til Galileo - Newton, ifølge hvilket mekaniske prosesser forekommer jevnt i treghetsreferansesystemer, og beveger den ene i forhold til den andre rettlinjet og jevnt. Utviklingen av optikk og elektrodynamikk førte til konklusjonen at dette prinsippet er anvendelig for forplantning av lys, det vil si elektromagnetiske bølger (uavhengighet av lysets hastighet fra bevegelsen til systemet) og for å forlate konseptet om absolutt tid, absolutt samtidighet og absolutt rom. I følge spesiell teori avhenger tidens gang av bevegelsen til systemet, og tidsintervaller (og romlige skalaer) endres slik at lyshastigheten er konstant i ethvert referansesystem og ikke endres avhengig av bevegelsen. Fra disse premissene ble det utledet et stort antall fysiske konklusjoner, som vanligvis kalles "relativistiske", det vil si basert på O. t. Blant dem fikk loven om forholdet mellom masse og energi spesiell betydning, ifølge hvilken massen til en kropp er proporsjonal med dens energi og som er mye brukt i moderne tid. kjernefysikk. Utvikle og generalisere spesielle O. t., Einstein kom til generell O. t., som i sin grunnform. innhold er en ny teori om tyngdekraften. Den er basert på antagelsen om at firedimensjonal rom-tid, der gravitasjonskrefter virker, adlyder relasjonene til ikke-euklidisk geometri. På et plan kan disse relasjonene visuelt representeres som vanlige euklidiske relasjoner på flater med krumning. Einstein betraktet avviket til geometriske relasjoner i firedimensjonal rom-tid fra euklidiske som en krumning av rom-tid. Han identifiserte slik krumning med virkningen av gravitasjonskrefter. En lignende antakelse ble bekreftet i 1919 av astronomiske observasjoner, som viste at strålen til en stjerne, som en prototype av en rett linje, er bøyd nær solen under påvirkning av gravitasjonskrefter. Generell optisk teori har ennå ikke fått karakteren av et fullstendig og udiskutabelt fysisk konsept som den spesielle teorien har. De filosofiske konklusjonene til filosofisk teori bekrefter og beriker ideene om dialektisk materialisme. O. t. viste en uløselig sammenheng mellom rom og tid (det kommer til uttrykk i det enhetlige begrepet rom-tid-intervallet), samt mellom materiell bevegelse, på den ene siden, og dens rom-tid-tilværelsesformer, på den andre. Bestemmelse av spatiotemporale egenskaper avhengig av funksjoner materiell bevegelse(«nedgang» av tid, «krumning» av rommet) avslørte begrensningene til klassisk fysikks ideer om absolutt rom og tid, ulovligheten av deres isolasjon fra å bevege materie. Osmanerne fungerte som en rasjonell generalisering av klassisk mekanikk og utvidelsen av mekanikkens prinsipper til bevegelsesområdet til kropper med hastigheter som nærmet seg lysets hastighet. De idealistiske og positivistiske trendene i borgerlig filosofi, som erstattet konseptet med et referansesystem med "betrakterens posisjon", prøvde å bruke optisk teori for å bekrefte vitenskapens subjektive natur og fysiske prosessers avhengighet av observasjon. Teoretisk teori, eller relativistisk mekanikk, bør imidlertid ikke forveksles med filosofisk relativisme, som benekter objektiviteten til vitenskapelig kunnskap. O. t. er en mer adekvat (adekvens) refleksjon av virkeligheten enn klassisk mekanikk.

Utmerket definisjon

Ufullstendig definisjon ↓

teorien om rom og tid, som de bare forholder seg til. "sider" av en enkelt form for eksistens av materie - rom-tid. Det er private (eller spesielle) og generelle O. t. (GTO). Generell gravitasjon er en teori om rom-tid som forklarer universell gravitasjon gjennom dens struktur (derfor kalles den også gravitasjonsteorien). Forutsetninger for O.T. Læren om rom. former og relasjoner utviklet seg i antikken og ble matematisk formalisert i form av euklidisk geometri. Fysikken godtok det i sin ferdige form. Tid ble en del av mekanikkens generelle lover formulert av Galileo og Newton. Klassiske forestillinger fysikere om rom og tid reflekterte først og fremst generelle lover relativ posisjon og bevegelse av stive kropper. Spesielt ideen om absolutt, identisk flytende tid overalt passet dem godt. I følge Newtons andre lov er det i prinsippet ingen begrensninger på hastigheten som kan gis til en kropp. Derfor etableres koordinering i tid ved å overføre påvirkninger ("signaler") med hvilken som helst nøyaktighet (man kan i prinsippet sammenligne tider i forskjellige kropper med hvilken som helst nøyaktighet), hvorav det følger at tiden flyter likt overalt (den utbredte oppfatningen er at dette krever øyeblikkelig, dvs. med uendelig hastighet, signaloverføring, feilaktig). Mekanikkens lover til Galileo - Newton er formulert for den såkalte. treghetsreferansesystemer. I Newtonsk mekanikk er Galileos relativitetsprinsipp oppfylt, ifølge hvilke mekanikkens lover. fenomener er like i forhold til alle treghetssystemer. Generelt, for en viss klasse av fenomener? og for en viss klasse av systemer S? relativitetsprinsippet er oppfylt, eller, med andre ord, disse systemene er like i forhold til disse fenomenene, hvis fenomenenes lover? er de samme i systemer S, dvs. når i to systemer S?, S" for fenomener??, ?" av samme type, identiske (i forhold til disse systemene) forhold realiseres, så vil disse fenomenene flyte i forhold til disse systemene på nøyaktig samme måte. Matte. uttrykket for lovene til disse fenomenene i disse systemene er ett og det samme, dvs. den er invariant (uendrende) med hensyn til overgangen fra ett system til et annet, uttrykt ved den tilsvarende transformasjonen av koordinater og andre størrelser. Etter Maxwell på 60-tallet. 1800-tallet formulerte det grunnleggende lover for elektromagnetiske fenomener, oppsto problemet med å identifisere lovene for elektrodynamikk til bevegelige legemer i forhold til en hvilken som helst treghetsreferanseramme. Eksperimentene førte til resultater som var i strid med det som var "forventet". En spesielt viktig rolle ble spilt av Michelsons eksperiment (1881–87), som ikke avslørte den forventede avhengigheten av lyshastigheten av retningen for utbredelsen i forhold til retningen til jordens bevegelse. Matte. et uttrykk for motsigelsen ble gitt av Lorentz (1904), som viser at Maxwells likninger er invariante med hensyn til transformasjoner (de såkalte Lorentz-transformasjoner) forskjellige fra de galileiske transformasjonene, med hensyn til hvilke lovene til newtonsk mekanikk er invariante. Oppløsningen av motsigelsen ble utført av Einstein i hans arbeid "On the Electrodynamics of Moving Bodies" (A. Einstein, Zur Elektrodynamik bewegter Körper, 1905) ved å konstruere en ny teori om rom og tid – delvis teori om teori og følgelig. , en ny mekanikk – “relativistisk” , i motsetning til Newtonsk – klassisk. A. Poincaré kom frem til i hovedsak de samme resultatene uavhengig. Spesielt O. t. Einstein baserte sin teori på følgende. bestemmelser (som er gitt i en litt endret formulering): I. Det finnes treghetsreferansesystemer. II. Geometrien til rommet er euklidisk. III. Relativitetsprinsippet: alle treghetssystemer er like i forhold til all fysikk. fenomener. IV. Lov om konstant lyshastighet: i forhold til alle treghetssystemer forplanter lys seg med samme hastighet c. De tre første proviantene er lånt fra klassikeren. teorier, bare relativitetsprinsippet er forstått på en generell måte; den fjerde er en generalisering av eksperimentelle data (Michelsons eksperiment og andre) og er ganske konsistent med teorien om elektromagnetisme. Fra posisjon II, IV følger det rent matematisk at for alle treghetssystemer S, S? koordinater x, y, z, x?, y?, z og tidene t, t? er knyttet til Lorentz-transformasjonen. Spesielt hvis koordinataksene x, x? i systemene S og S? er parallelle og x-aksen er rettet langs bevegelsen til S? i forhold til S, da (med et passende valg av skalaer) forskjellene i koordinater og tid i systemene S og S? for alle to hendelser - momentane punktfenomener P1, ?2 er relatert med formlene: hvor? - hastighet S? i forhold til S. Følgende følger av disse relasjonene. konklusjoner: (1) Systemer kan bevege seg i forhold til hverandre med en hastighet mindre enn lysets hastighet (siden ved ??c blir formlene meningsløse). (2) To hendelser som er samtidige i S (t12=0), men som forekommer i punkter med forskjellige koordinater x (x12?0), er ikke samtidige i S? (t-12-0). Dessuten kan hendelsen P1, som går foran P2 med hensyn til system S, følge den med hensyn til S?. Nemlig, hvis t12>0, men mindre enn?/c2 x12, så t?12