Previous Entry Share Next Entry
О том как развивается физика
isai_fomich

Что-то в последнее время часто слышу всякие россказни из разряда: "Евреи придумали специальную теорию относительности, чтобы скинуть царя". Мне кажется, что люди, заявляющие подобное плохо разбираются в истории науки, а она довольно драматична и интересна...
Итак зачем придумали специальную теорию относительности?

В 1873 г. Джеймс Клерк Максвелл выпускает свой труд "Трактат об электричестве и магнетизме". Труд стал обобщением гигантского количества исследований, которые провели предшественники Максвелла, прежде всего, это Фарадей, а еще Эрстед, Био, Савар и т.д. Максвелл обобщил достижения в области электричества и магнетизма в виде системы уравнений, которая связывает электрические и магнитные поля между собой, а также с зарядами и токами. Уравнения Максвелла обладали интересным свойством, которое имело огромые практическое и теоретическое значения. Дело в том, что до Максвелла люди знали что, чтобы было электрическое поле нужны заряды, а чтобы было магнитное - токи. Но из уравнений Максвелла следовало, что электрическое и магнитное поля могут существовать отдельно от зарядов и токов. Электрическое поле, в некотором смысле, перетекает в магнитное, а магнитное снова в электрическое. Такой интересный способ существования электрического и магнитного полей получил название электромагнитных волн. Понятно, что электромагнитные волны имеют огромное значение в современной жизни, кто не верит, пусть выключит телевизор, сотовый (да и стационарный) телефон, компьютер, а мы посмотрим надолго ли его хватит.

Однако для теории существование электромагнитных волн тоже имело огромное значение, оказалось, что эти волны должны распространяться со скоростью света (откуда возникла гипотеза об электромагнитной природе света), и эта скорость не должна зависеть от скорости источника или выбора системы отсчета. А это противоречит принципу относительности Галилея, на котором зиждется классическая механика. Ну и где ошибка? Конечно в электродинамике, она же вот-вот появилась, а классическая механика испытана многократно на практике. Тогда в электродинамику начали вводить поправки, чтобы согласовать ее с классической механикой, поправки предписывали наблюдение новых невиданных явлений, стоит ли говорить, что на практике никаких таких явлений не наблюдалось. И люди начали потихоньку приходить к мысли, что неправы классическая механика и принцип относительности Галилея. В результате пересмотра этих фундаментальных вещей и появилась специальная теория относительности.

Еще одно столкновение между классической механикой и теперь уже классической электродинамикой произошло из-за попытки понять устройство атома. То что в атомах есть электроны стало понятно с 1897 г., после открытия электрона, а в 1911 г. Резерфорд показал, что электроны удерживаются в атомах положительно заряженным ядром. Возникла планетарная модель атома, про которую сразу стало ясно, что она неправильна. Если электрон движется по замкнутой орбите, то получается, что он движется с ускорением, а если он движется с ускорением, то он будет излучать электромагнитные волны, а если он их излучает, то он теряет свою энергию, а значит падает на ядро. Можно оценить время падения, оно будет около 10 наносекунд. Короче, атомы не могут существовать, или как написано в третьем томе Теоретической физики Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшица: "Совместное применение классической механики и электродинамике приводит к результатам, вопиющим образом не совпадающим с действительностью". Из совместного применения двух теорий следует, что атомы неустойчивы, а на практике атомы довольно устойчивы. Всё это впоследствии привело к созданию квантовой механики.

Мы говорили о делах давно минувших дней: начала 20-го века, а сейчас есть ли настолько мощные противоречия в физике, разрешение которых могут привести к революционному пересмотру нашей картины мира (подобно специальной теории относительности и квантовой механике). К счастью, такое противоречие есть, это противоречие между общей теорией относительности и квантовой механикой. Общая теория относительности (ОТО) описывает гравитационное взаимодействие релятивистским образом, через искажение пространства-времени. Совместно ОТО и квантовую механику нельзя применять получается бред вроде квантовомеханической пены из пространства на малых масштабах. В общем нужна квантовая теория гравитации, как существуют квантовые теории трех других взаимодействий (всего науки известно четыре вида взаимодействия: электромагнитное, слабое, сильное и гравитационное). Легко сказать, но сложно сделать. Попытки построить такую теорию приводят к таким интересным допущениям как дополнительные размерности пространства, конечные размеры элементарных частиц и т.д. Над этой проблемой бьются такие замечательные люди как Стивен Хокинг и Брайан Грин.





  • 1
Мне кажется, что люди чего-то недопонимают.
Пытаясь нащупать законы природы, они исходят только из собственного опыта и знаний...
Наподобие дикарей, строящих самолёт из бамбука :)

Исходят из собственного опыта и знаний — да. И пока не рождают новое знание, подобны дикарям с самолетами. А когда рождают новое знание? И, кстати, дикари тоже люди.

Edited at 2016-04-29 08:53 pm (UTC)

Ну то, что дикари тоже люди я согласен.
Но вот их научный потенциал довольно слаб, чтобы постичь законы аэродинамики.
Мне вот и кажется, что мы ещё также далеки от познания законов природы, как дикари от познания принципов полёта "железной птицы". :)

> Мне кажется, что люди, заявляющие подобное плохо разбираются в истории науки, а она довольно драматична и интересна...

Вообще все эти новомодные сказки типа рептилоидов - отчасти для того, чтобы сделать мир ярче. Невеждам невдомек, что мир и без бредятины достаточно ярок и велик.

  • 1
?

Log in