«Физический вакуум - универсальная среда, пронизывающая все пространство, которую во времена Ньютона называли эфиром и наделяли другими свойствами» (А. Акимов).

В развитии теоретической физики можно выделить три этапа: предварительный, классический макроуровневый и релятивистский (релятивистская физика - это физика больших скоростей).

Сейчас начинается новый четвертый классический микроуровневый этап, вызванный, прежде всего, доказательством реального существования материальной субстанции, заполняющей все мировое пространство - физического вакуума.

Согласно философской концепции великого древнегреческого философа Демокрита все вещества состоят из частиц, между которыми находится пустота. Известно, что расстояние между молекулами воды примерно в десять тысяч раз (а между молекулами газа - примерно в сто тысяч раз) больше, чем размеры самих молекул; значит, по Демокриту, основная по объему часть вещества представляет пустоту.

Но, согласно философской концепции другого не менее знаменитого древнегреческого философа Аристотеля, в мире нет ни малейшего места, где бы не было «ничего»; значит, по Аристотелю, между молекулами вещества должна быть какая-то среда. С тех пор эта концепция использовалась учеными для объяснения различных явлений, а среда, находящаяся между частицами тел, а также пронизывающая безграничное пространство Вселенной, называлась эфиром.

Античность завещала свой эфир средним векам, и в европейской науке этого времени эфир рассматривался как пятая стихия: земля, вода, воздух, огонь и эфир. Ученые XVIII-XIX веков, принявшие учение об эфире как о мировой среде, с самого начала оказались в очень затруднительном положении. В отличие от античных философов и средневековых схоластов, они были представителями новой науки, опирающейся на громогласно провозглашенный Френсисом Бэконом (1561-1626) принцип экспериментальной проверки теоретических положений.

При рассмотрении различных явлений ученые приписывали эфиру разные свойства, но оставалось неясным, что же из себя представляет эфир.

У великого физика Ньютона отношения с эфиром были сложные, трудные, даже трагические. Ньютон в течение всей своей жизни то утверждал, то отрицал существование эфира как мировой среды. Анализируя многочисленные данные наблюдений движения планет, Ньютон открыл закон всемирного тяготения, согласно которому определяется сила взаимодействия небесных тел. В дальнейшем в соответствии с этим законом было экспериментально подтверждено взаимодействие тел на Земле. Закон всемирного тяготения - одна из вершин классической физики. Он - типичный классический закон дальнодействия. Но не все в этом законе удовлетворяло Ньютона. Что именно? Неизбежное в теории дальнодействия - мгновенное действие сил тяготения через большие расстояния. Ньютон понимал, что его законы могут иметь смысл, только если пространство обладает физической реальностью. В письме одному из своих друзей Ньютон писал: «Мысль о том, ...чтобы одно тело могло воздействовать на другое через пустоту на расстоянии, без участия чего-то такого, что переносило бы действие и силу от одного к другому, - представляется мне столь нелепой, что нет, как я полагаю, человека, способного мыслить философски, кому она пришла бы в голову».

В своем творчестве Ньютон систематически возвращался к этому вопросу, стремясь дать теоретическое обоснование гравитации; при этом он возлагал большие надежды на эфир и считал, что раскрытие сущности эфира позволило бы получить решение и этого важнейшего вопроса. Эфир был нужен и полезен теории Ньютона. Но, придерживаясь принципа точных наблюдений и строгих экспериментов и не имея возможности доказать существование эфира, Ньютон предупреждает, что при изложении гипотезы эфира будет «иногда говорить о ней так, как будто бы я ее принял и верю в нее», однако всего лишь «во избежание многословия и для более ясного представления».

В 1679 году Ньютон в письме великому физику Роберту Бойлю излагает свое предположение о некоем вездесущем тонком веществе по имени «эфир».

В течение своей долгой и плодотворной жизни великий ученый многократно менял свои позиции относительно эфира. Время от времени Ньютон просто отмечал, что об эфире ничего достоверно неизвестно, неизвестно даже, есть он или нет, и потому не желает он, Ньютон, даже мнения своего высказывать по этой проблеме! А потом все-таки снова и снова высказывает мнение, и оно то за существование эфира, то против него.

Кандидат физико-математических наук С. Смирнов специально изучавший проблему сложных отношений Ньютона с эфиром, пришел к разрешению этой загадки благодаря существованию воспоминаний друзей Ньютона. Выяснилась удивительная вещь: Ньютон не только верил в Бога - вездесущего и всемогущего, но и не мог представить его себе иначе, чем в виде особой субстанции, пронизывающей все пространство и регулирующей все силы взаимодействия между телами, тем самым - все движения тел, все, что происходит мире. То есть Бог - это и есть эфир! С точки зрения церкви - это ересь. И вот Ньютон (добрый христианин и добрый физик) не смеет писать об этом своем убеждении, а только иногда проговаривается в дружеских беседах.

Интуиция никогда не подводила Ньютона. Не подвела она и с эфиром. Но научное принятие эфира произошло только через 300 лет, за которые судьба эфира в науке складывалась весьма сложно.

Особая материальная субстанция, пронизывающая все пространство и регулирующая все силы взаимодействия, правда, существенно отличающаяся от того эфира, как его представляли во времена Ньютона, была обнаружена учеными XX века, исследована и названа физическим вакуумом.

 Современники и потомки Ньютона обратили гораздо большее внимание именно на те высказывания великого физика, которые утверждали существование эфира. Под «эфир» стали подводить все, что, как мы теперь знаем, вызывается гравитационными и электромагнитными силами. С помощью «эфира» старались объяснить любые явления и процессы. Эфир должен был обеспечивать действие закона всемирного тяготения; эфир оказывался средой, по которой идут световые волны и т.д. Эфир наделяли все новыми и новыми свойствами. Чтобы объяснить распространение поперечных световых волн эфир должен был обладать фантастической упругостью, большей чем самая упругая сталь! В то же время эфир должен быть для света прозрачнее, чем любой газ... Постепенно объяснения на основе эфирной гипотезы стали выглядеть все более искусственными. Стало складываться убеждение о несовершенстве основ классической физики.

« Пред. - След. »