31. Философские проблемы специальной и общей теорий относительности Релятивистская концепция

Возникла еще в рамках субстанциальной. Философы еще в античности заметили внутреннее противоречие механического движения. [какое? то, что указано в вопр. 27?]

Еще Аристотель определил пространство как совокупность мест тел или мест, занимаемых телами (другое, чем у Платона). Лейбниц, современник Ньютона, опираясь на точку зрения Аристотеля, развил эту точку зрения, работая над своей монадологией. Пространство – порядок взаимного расположения множества индивидуальных тел, существующих независимо и вне друг друга. Время – порядок сменяющих друг друга состояний этих движущихся тел. Хоть и идеалист, Лейбниц как изучающий точные науки имел дело с материей и сформулировал определение на соответствующем языке. Порядок есть отношение между телами.

Физики того времени концепцию Лейбница использовать не могли, естествознание не могло рационально объяснить противоречие [какое?]

Позднее Дидро в книге «Философские основания материи и движения» 1770 г. заявил – «материи присуще движение в пространстве и времени». Таким образом он несколькими словами обозначил связь материи, движения, пространства и времени, выйдя за рамки субстанциальной концепции. Но физических доказательств еще нет.

Гегель в «Философии природы» критиковал Ньютона за его концепцию пространства и времени, но также был не согласен и с определением пространства как порядка расположения тел. Гегель считал, что пространство невозможно свести к порядку расположения тел относительно друг друга, но можно рассматривать только в единстве со временем. Таким образом Гегель предугадал один из основных принципов релятивистской концепции (специальной теории относительности, СТО), хотя и исходя из идеалистических рассуждений: поскольку абсолютная идея развивается одновременно в пространстве и во времени, их нельзя мыслить раздельно, это момент единого движения.

В первой половине XIX в. появляется и математическая база для релятивистской концепции – неевклидова геометрия. В 1826 г. разработал и начал читать лекции для студентов, а в 1829-1830 свои идеи публикует молодой ректор Казанского университета Николай Лобачевский (1792-1856), в 1832 г. сходные идеи высказывает венгерский математик Януш Больяй. Лобачевский рассматривал пятый постулат Евклида («В плоскости через точку, не лежащую на данной прямой, можно провести одну и только одну прямую, параллельную данной» - в формулировке Прокла), существенно менее очевидный, чем остальные его постулаты. Лобачевский предположил, что этот постулат можно рассматривать независимо от всех других. Он предложил заменить его на утверждение, что через точку можно провести более одной прямой, параллельной данной, и создал логически непротиворечивую систему, это утверждение включающую. Ранее к сходным выводам пришел Карл Фридрих Гаусс (1777-1855), но побоялся их опубликовать.

Естественно, Лобачевский оказался подвергнут жесткой критике, и официальная наука признала его геометрию лишь после Бернхарда Римана (1826-1866). Риман разработал в середине XIX в. теорию римановых пространств или геометрию Римана. В этой геометрии через точку, не лежащую на данной прямой, нельзя провести ни одной прямой, параллельной данной (рассматривается не евклидова плоскость, а, например, сферическая поверхность – в ней сумма углов треугольника больше 180°, тогда как у Лобачевского меньше).

Неевклидова геометрия связала наиболее общие геометрические свойства с наиболее общими физическими свойствами, определяемыми общей природой сил, формирующих тела, и только после этого была признана философами, математиками и, наконец, физиками. Наиболее общее физическое подтверждение будет в специальной теории относительности. С 60-х гг. XIX в. неевклидова геометрия начинает находить подтверждение в физике.. Еще Майкл Фарадей (1791-1867) высказал «бредовую идею», что явления электричества, магнетизма и света имеют одну природу - электромагнитную (над этим тогда смеялись). Джеймс Максвелл (1831—1879) в 60-е гг. XIX в. показал математически, что эти явления действительно связаны, записав свои известные уравнения электродинамического движения тел. И выяснилось, что законы электродинамики противоречат выводам классической механики, хотя и объясняются с позиций неевклидовой геометрии.

В 80-е гг. XIX в. американский физик Альберт Майкельсон (1852-1931) провел опыты по определению скорости света и доказал, что скорость света постоянна, не зависит от движения тел и самой Земли. С позиций классической физики этого было не объяснить.

Все подытожил голландский физик Генрих (Хендрик) Лоренц, создав классическую электронную теорию. Он объяснил закономерности электродинамического движения тел и доказал связь электричества, магнетизма и света. Преобразования Лоренца (1904 г.) позволяют переходить от одной инерциальной системе к другой при рассмотрении событий в пространственно-временных координатах. Уравнения Максвелла при этих преобразованиях вполне работали.

Герман Минковский – создал геометрическую интерпретацию пространства-времени специальной теории относительности. Ввел формулу для интервала между событиями , который не меняется при лоуренцевых преобразованиях координат. Здесь - декартовы координаты, - скорость света, - время. Пространство и время явно связаны в этой формуле (то есть относительны, хотя пространство-время в целом абсолютно). Опубликовал эти результаты в 1909 г. в работе «Пространство и время».

Французский математик, физик, философ Жульен Пуанкаре в 1905 г. написал и в 1906 г. опубликовал работу «О динамике электронов» - созданную независимо от Эйнштейна теорию пространства-времени, относительности пространства и времени.

Главным вкладом Альберта Эйнштейна (1879-1955) являлось введение в 1905 г. понятия фотона – частицы света, которое завершило создание специальной теории относительности. В 1907-1916 гг. Эйнштейн работал уже над общей теорией относительности (ОТО). СТО показывает неразрывность пространства-времени в инерциальных системах, ОТО показывает, что неразрывные пространство-время прямо и непосредственно зависят от свойств движения материи (т.е. уже переход к неинерциальным системам).

Советский академик В.А. Фок предложил принцип эквивалентности ускорения и тяготения. Физический смысл - ускоренное движение так же не влияет на внутренний ход процессов, как и инерциальное движение. Философский смысл - Метрические свойства (размеры?) пространства и времени определяются распределением и движением тяготеющих масс, а сила тяготения в каждой точке пространства зависит от его метрики. [что-то непонятное про возможность превышения скорости света в связи с тем, что на скорости, близкой к скорости света, время замедляется, а расстояния сокрашаются]

Таким образом, релятивистская концепция была создана совместными усилиями философов, математиков и физиков. Благодаря физическим теориям и экспериментам концепция была завершена.

Пространство – универсальная структура взаиморасположения и протяжения материальных объектов в их существовании, движении и развитии, которую можно представить как совокупность отношений, выражающих кооординацию (расположение относительно друг друга) сосуществующих во времени объектов.

Время – совокупность отношений, выражающих координацию сменяющихся состояний (закономерность смены состояний). [Необратимость, однонаправленность времени касается только макромира]