Философские аспекты теории относительности Эйнштейна

                 Философские аспекты теории относительности

                                  Эйнштейна

                                  Введение. 

    В  конце XIX начале XX веков  был   сделан  ряд  крупнейших  открытий,  с

которых началась революция в физике. Она привела к пересмотру  практически

всех классических теорий в физике.  Возможно,  одной  из  самых  крупных  по

значимости  и  сыгравших  наиболее  важную  роль  в  становлении  современной

физики наряду с квантовой теорией была теория относительности А.Эйнштейна.

    Создание  теории  относительности  позволило   пересмотреть  традиционные

взгляды и  представления о материальном мире. Такой пересмотр  существовавших

взглядов  был необходим, так как в физике накопилось много  проблем,  которые

не могли  быть решены с помощью существовавших теорий.

    Одной   из  таких   проблем   был   вопрос   о   предельности   скорости

распространения света,  которая   с точки зрения  господствовавшего тогда

принципа  относительности  Галилея,   основывавшегося   на   преобразованиях

Галилея,    исключалась.    Наряду    с    этим    существовало    множество

экспериментальных  фактов   в   пользу   представлений   о   постоянстве   и

предельности  скорости  света  (универсальной  постоянной).  Примером  здесь

может служить  осуществленный в 1887 г. опыт Майкельсона  и Морли  показавший,

что скорость света в вакууме не  зависит  от  движения  источников  света  и

одинакова  во  всех   инерциальных  системах  отсчета.  А также наблюдения

датского  астронома Оле Ремера, определившего еще в 1675г.  по  запаздыванию

затмений  спутников Юпитера конечную величину скорости света.

    Другая  значимая  проблема,  возникшая   в  физике,   была   связана   с

представлениями  о  пространстве  и   времени.   Существовавшие   в   физике

представления  о  них  основывались  на   законах   классической   механики,

поскольку в  физике господствовал взгляд, согласно  которому  всякое  явление

имеет,  в  конечном  счете,  механистическую  природу,   так   как   принцип

относительности  Галилея  представлялся  всеобщим,   относящимся   к   любым

законам,  а  не  только   к   законам   механики.   Из   принципа   Галилея,

основывавшегося на преобразованиях Галилея, следовало, что  пространство  не

зависит от времени  и наоборот время от пространства.

    Пространство  и время мыслились как заданные и независимые друг от друга

формы, в них  укладывались  все  делавшиеся  в  физике  открытия.  Но  такое

соответствие  положений физики концепции пространства и времени  существовало

лишь до  тех  пор,  пока  не  были  сформулированы  законы  электродинамики,

выраженные  в  уравнениях  Максвелла,  так  как  выяснилось,  что  уравнения

Максвелла не инвариантны относительно преобразований Галилея.

    Незадолго  до создания теории  относительности,  Лоренцем  были  найдены

преобразования, при которых уравнения Максвелла  оставались инвариантными.  В

этих  преобразованиях,  в  отличие  от  преобразований  Галилея,   время   в

различных системах отсчета не было одинаковым, но  самым главным было  то,

что из этих преобразований  уже  не  следовало,  что  пространство  и  время

независимы друг от друга, так как при преобразовании  координат участвовало

время, а при  преобразовании времени -  координаты.  И  как  следствие  этого

встал вопрос - как поступить? Существовало два  решения,  первое  -  считать,

что электродинамика  Максвелла  ошибочна,  или  второе  -  предположить,  что

классическая  механика с  ее  преобразованиями  и  принципом  относительности

Галилея является приближенной и не может описать  всех физических явлений.

    Таким  образом, на этом этапе в   физике  проявились  противоречия  между

классическим  принципом  относительности  и  положением   об   универсальной

постоянной, а также между классической механикой  и  электродинамикой.  Было

много попыток  дать другие формулировки законам электродинамики,  но  они  не

увенчались  успехом. Все это  сыграло  роль  предпосылок  к  созданию  теории

относительности.

    Работы  Эйнштейна наряду с громадным  значением в  физике  имеют,  также,

большое философское  значение. Очевидность этого следует  из того, что  теория

относительности связана с такими понятиями как  материя, пространство,  время

и движение, а они являются одними из  фундаментальных  философских  понятий.

Диалектический  материализм   нашел  аргументацию  своим  представлениям   о

пространстве и времени в теории  Эйнштейна.  В диалектическом  материализме

дается общее  определение пространства и времени  как форм  бытия  материи,  а

следовательно, они неразрывно связаны  с  материей,  неотрывны  от  нее.  «С

позиций научного материализма, который основывается на данных частных  наук,

пространство  и  время  -  не   самостоятельные   независимые   от   материи

реальности,  а  внутренние  формы  ее  бытия»[1].  Такую  неразрывную  связь

пространства  и времени с  движущейся  материей  с  успехом  показала  теория

относительности Эйнштейна.

    Были  также попытки использовать теорию  относительности  идеалистами   в

качестве доказательства своей правоты. Так, например, американский  физик и

философ  Ф.  Франк  говорил,   что   физика   ХХ   века,   особенно   теория

относительности и квантовая механика остановили движение  философской  мысли

к  материализму,  основанное  на  господстве  механической  картины мира  в

прошлом  веке.  Франк говорил,  что «в   теории   относительности,   закон

сохранения  материи больше  не  имеет  силы;  материя  может  превращаться  в

нематериальные  сущности, в энергию»[2].

    Однако   все   идеалистические   трактовки    теории    относительности

основываются  на искаженных выводах. Примером этому  может  служить  то,  что

иногда идеалисты  подменяют философское  содержание  понятий  "абсолютное"  и

"относительное"  физическим.  Они  утверждают,  что   поскольку   координаты

частицы и  ее скорость всегда останутся сугубо относительными  величинами  (в

физическом  смысле), т. е. они никогда  не  превратятся  даже  приближенно  в

абсолютные  величины и поэтому, якобы, никогда  не смогут отражать  абсолютную

истину (в  философском смысле). В действительности же координаты и  скорость,

не смотря на  то,  что  не  обладают  абсолютным  характером  (в  физическом

смысле), являются приближением к абсолютной истине.[3]

    Теория    относительности    устанавливает    относительный    характер

пространства  и времени (в физическом смысле), а идеалисты  толкуют  это  как

отрицание ею объективного характера пространства  и  времени.  Относительный

характер  одновременности и последовательности  двух  событий  вытекающий  из

относительности  времени,  идеалисты  пытаются  использовать  для  отрицания

необходимого  характера  причинной  связи.  В  диалектико-материалистическом

понимании  и классические  представления о пространстве   и   времени   и

представления  о   теории   относительности   есть   относительные   истины,

включающие  в себя лишь элементы абсолютной истины.

                                   Материя 

    До  середины XIX века понятие материи  в физике было тождественно  понятию

вещества. До  этого  времени  физика  знала  материю  только  как  вещество,

которое могло иметь три состояния.  Такое представление о материи имело

место из-за того, что  «объектами  изучения   классической  физики  являлись

лишь  движущиеся  материальные  тела  в  виде   вещества,   кроме   вещества

естествознание  не знало других видов и состояний  материи  (электромагнитные

процессы  относили или к вещественной материи, или к  ее  свойствам)»[4].  По

этой причине  механические свойства  вещества  были  признаны  универсальными

свойствами  мира в целом. Об этом упоминал в  своих работах  Эйнштейн,  писав,

что «для физика начала девятнадцатого столетия, реальность  нашего  внешнего

мира состояла из частиц, между которыми действуют  простые  силы,  зависящие

только от расстояния»[5].

    Представления  о  материи  начали  меняться  лишь  с  появлением  нового

понятия, введенного английским физиком М. Фарадеем - поля.  Фарадей,  открыв

в 1831 г. электромагнитную индукцию и обнаружив связь  между  электричеством

и магнетизмом, стал основоположником учения об электромагнитном поле  и  тем

самым дал толчок к эволюции представлений об  электромагнитных  явлениях,  а

значит и  к эволюции понятия материи. Фарадей  впервые ввел такие понятия  как

электрическое   и    магнитное    поле,    высказал    идею    существования

электромагнитных  волн  и  тем  самым  открыл  новую  страницу  в  физике.  В

дальнейшем  Максвелл дополнил и развил идеи  Фарадея   в результате  чего  и

появилась теория электромагнитного поля.

    Определенное  время ошибочность отождествления  материи  с  веществом   не

давала о  себе знать, по крайней мере,  явно,  хотя  вещество  не  охватывало

собой всех  известных  объектов  природы,  не  говоря  уже  об  общественных

явлениях. Однако принципиальное значение имело то, что материю,  находящуюся

в форме поля, было невозможно объяснить с  помощью  механических  образов  и

представлений,  и   что   эта   область   природы,   к   которой   относятся

электромагнитные  поля, все больше начинала проявлять  себя.