stringtranslate.com

Эфир (классический элемент)

Согласно древней и средневековой науке , эфир ( / ˈ iː θ ər / , альтернативные варианты написания включают æther , aither и ether ), также известный как пятый элемент или квинтэссенция , является материалом, который заполняет область вселенной за пределами земной сферы . [1] Концепция эфира использовалась в нескольких теориях для объяснения нескольких природных явлений, таких как распространение света и гравитации. В конце 19 века физики постулировали, что эфир пронизывает пространство, обеспечивая среду, через которую свет может перемещаться в вакууме , но доказательства наличия такой среды не были найдены в эксперименте Майкельсона-Морли , и этот результат был интерпретирован как означающий, что никакого светоносного эфира не существует. [2]

Мифологическое происхождение

Слово αἰθήρ ( aithḗr ) на гомеровском греческом означает «чистый, свежий воздух» или «ясное небо». [3] В греческой мифологии считалось, что это чистая сущность, которой дышат боги, заполняя пространство, где они живут, аналогично воздуху, которым дышат смертные. [4] Он также олицетворяется как божество, Эфир , сын Эреба и Никты в традиционной греческой мифологии. [5] Эфир связан с αἴθω «испепелять», [6] и непереходным «гореть, светить» (родственным является имя Aithiopes ( эфиопы ; см. Эфиопия ), что означает «люди с обожженным (черным) лицом»). [7] [8]

Пятый элемент

Средневековая концепция космоса. Самые внутренние сферы — это земные сферы, а внешние состоят из эфира и содержат небесные тела.

В « Тимее » Платона (58d), говоря о воздухе, Платон упоминает, что «есть самый прозрачный вид, который называется именем эфира (αἰθήρ)» [9], но в остальном он принял классическую систему из четырех элементов. Аристотель , который был учеником Платона в Академии , согласился в этом пункте со своим бывшим наставником, подчеркнув дополнительно, что огонь иногда ошибочно принимался за эфир. Однако в своей «Книге о небесах» он ввел новый «первый» элемент в систему классических элементов ионийской философии . Он отметил, что четыре земных классических элемента подвержены изменениям и, естественно, движутся линейно. Однако первый элемент, расположенный в небесных областях и небесных телах, двигался кругообразно и не имел ни одного из качеств , которые имели земные классические элементы. Он не был ни горячим, ни холодным, ни влажным, ни сухим. С этим дополнением система элементов была расширена до пяти, и более поздние комментаторы начали называть новый первый элемент пятым и также называть его эфиром , словом, которое Аристотель использовал в своем труде «О небе и метеорологии» . [10]

Эфир отличался от четырех земных элементов; он был неспособен к качественному или количественному движению. Эфир был способен только к локальному движению. Эфир естественным образом двигался по кругу и не имел противоположного или неестественного движения. Аристотель также утверждал, что небесные сферы, сделанные из эфира, удерживают звезды и планеты. Идея эфирных сфер, движущихся естественным круговым движением, привела к объяснению Аристотелем наблюдаемых орбит звезд и планет в идеальном круговом движении. [1] [11]

Средневековые схоласты-философы допускали изменения плотности эфира , при которых тела планет считались более плотными, чем среда, заполняющая остальную часть вселенной. [12] Роберт Фладд утверждал, что эфир был «тоньше света». Фладд цитирует взгляд Плотина 3-го века , касающийся эфира как проницаемого и нематериального. [13]

Квинтэссенция

Стилизованный 𝓠 иногда используется как символ квинтэссенции. [ необходима цитата ]
Символ эфира в работах Торберна Бергмана (ок. 1775 г.)

Квинтэссенция (𝓠) — латинское название пятого элемента, используемого средневековыми алхимиками для среды, похожей или идентичной той, которая, как считалось, составляет небесные тела. Было отмечено, что в земной сфере было очень мало квинтэссенции. Из-за низкого содержания квинтэссенции земля могла быть затронута тем, что происходит внутри небесных тел. [14] Эта теория была развита в тексте XIV века «Завещание Луллия» , приписываемом Рамону Луллию . [ необходима цитата ] Использование квинтэссенции стало популярным в средневековой алхимии. Квинтэссенция произошла из средневековой элементарной системы, которая состояла из четырех классических элементов и эфира, или квинтэссенции, в дополнение к двум химическим элементам, представляющим металлы: серы , «камня, который горит», который характеризовал принцип горючести, и ртути , которая содержала идеализированный принцип металлических свойств.

Эта элементная система быстро распространилась по всей Европе и стала популярной среди алхимиков, особенно в медицинской алхимии. Затем медицинская алхимия стремилась выделить квинтэссенцию и включить ее в лекарства и эликсиры. [14] Из-за чистого и небесного качества квинтэссенции считалось, что через ее употребление можно избавиться от любых примесей или болезней. В «Книге квинтэссенции» , английском переводе континентального текста XV века, квинтэссенция использовалась как лекарство от многих человеческих болезней. Процесс, приведенный для создания квинтэссенции, — это семикратная перегонка спирта. [15] С годами термин квинтэссенция стал синонимом эликсиров , медицинской алхимии и самого философского камня . [16]

Наследие

С развитием физики 18 века физические модели, известные как «теории эфира», использовали похожую концепцию для объяснения распространения электромагнитных и гравитационных сил. Еще в 1670-х годах Ньютон использовал идею эфира, чтобы помочь сопоставить наблюдения со строгими механическими правилами своей физики. [17] [a] Ранний современный эфир имел мало общего с эфиром классических элементов, из которого было заимствовано название. Эти теории эфира считаются устаревшими с научной точки зрения, поскольку развитие специальной теории относительности показало, что уравнения Максвелла не требуют эфира для передачи этих сил. Эйнштейн отметил, что его собственная модель, которая заменила эти теории, сама по себе может рассматриваться как эфир, поскольку она подразумевала, что пустое пространство между объектами имеет свои собственные физические свойства. [19]

Несмотря на то, что ранние современные модели эфира были вытеснены общей теорией относительности, время от времени некоторые физики пытались заново ввести концепцию эфира, пытаясь устранить предполагаемые недостатки современных физических моделей. [20] Одна из предложенных моделей темной энергии была названа ее сторонниками « квинтэссенцией » в честь классического элемента. [21] Эта идея относится к гипотетической форме темной энергии, постулируемой в качестве объяснения наблюдений за ускоряющейся Вселенной. Ее также называли пятой фундаментальной силой .

Эфир и свет

Движение света было давним исследованием в физике в течение сотен лет до 20-го века. Использование эфира для описания этого движения было популярно в 17-м и 18-м веках, включая теорию, предложенную Иоганном II Бернулли , который был отмечен в 1736 году премией Французской академии. В его теории все пространство пронизано эфиром, содержащим «чрезмерно малые водовороты». Эти водовороты позволяют эфиру иметь определенную эластичность, передавая колебания от корпускулярных пакетов света, когда они проходят через него. [22]

Эта теория светоносного эфира повлияла на волновую теорию света, предложенную Христианом Гюйгенсом , в которой свет распространялся в форме продольных волн через «вездесущую, идеально упругую среду с нулевой плотностью, называемую эфиром». В то время считалось, что для того, чтобы свет мог распространяться через вакуум, должна быть среда, заполняющая пустоту, через которую он мог бы распространяться, как звук через воздух или рябь в бассейне. Позже, когда было доказано, что природа световой волны поперечная , а не продольная, теория Гюйгенса была заменена последующими теориями, предложенными Максвеллом , Эйнштейном и де Бройлем , которые отвергли существование и необходимость эфира для объяснения различных оптических явлений. Эти теории были подкреплены результатами эксперимента Майкельсона-Морли , в котором доказательства движения эфира окончательно отсутствовали. [23] Результаты эксперимента повлияли на многих физиков того времени и способствовали окончательному развитию специальной теории относительности Эйнштейна . [24]

Эфир и гравитация

Якоб Бернулли , «Гравитация эфира» , 1683 г.

В 1682 году Якоб Бернулли сформулировал теорию о том, что твердость тел зависит от давления эфира. [25] Эфир использовался в различных теориях гравитации как среда, помогающая объяснить гравитацию и ее причины.

Сэр Исаак Ньютон

Несколько лет спустя эфир был использован в одной из первых опубликованных теорий гравитации сэра Исаака Ньютона , Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica ( Principia , 1687). Он основал все описание планетарных движений на теоретическом законе динамических взаимодействий. Он отказался от постоянных попыток объяснить эту конкретную форму взаимодействия между удаленными телами, введя механизм распространения через промежуточную среду. [26] Он называет эту промежуточную среду эфиром. В своей модели эфира Ньютон описывает эфир как среду, которая «течет» непрерывно вниз к поверхности Земли и частично поглощается, а частично рассеивается. Эта «циркуляция» эфира — то, с чем он связал силу гравитации, чтобы помочь объяснить действие гравитации немеханическим образом. [26] Эта теория описывала различные плотности эфира, создавая градиент плотности эфира. Его теория также объясняет, что эфир был плотным внутри объектов и редким вне их. Когда частицы более плотного эфира взаимодействовали с разреженным эфиром, они притягивались обратно к плотному эфиру, подобно тому, как охлаждающиеся пары воды притягиваются друг к другу, образуя воду. [27] В « Началах» он пытается объяснить упругость и движение эфира, связывая эфир со своей статической моделью жидкостей. Это упругое взаимодействие является причиной возникновения притяжения гравитации, согласно этой ранней теории, и позволяет объяснить действие на расстоянии вместо действия посредством прямого контакта. Ньютон также объяснил это изменение разреженности и плотности эфира в своем письме Роберту Бойлю в 1679 году. [27] Он также проиллюстрировал эфир и его поле вокруг объектов в этом письме и использовал это как способ сообщить Роберту Бойлю о своей теории. [28] Хотя Ньютон в конечном итоге изменил свою теорию гравитации на теорию, включающую силу и законы движения, его отправной точкой для современного понимания и объяснения гравитации стала его первоначальная эфирная модель гравитации. [29] [ самостоятельно опубликованный источник? ]

Смотрите также

Ссылки

Сноски

  1. ^ В статье 1675 года он также написал несколько страниц, размышляя о том, что эфир может объяснить, как душа взаимодействует с телом. [18]

Цитаты

  1. ^ ab Lloyd, GER (1968), Аристотель: Рост и структура его мысли , Кембридж: Cambridge Univ. Pr., стр. 133–139, ISBN 0-521-09456-9Полагая , что движения небесных тел непрерывны, естественны и круговы, а естественные движения четырех земных стихий прямолинейны и прерывисты, Аристотель пришел к выводу, что небесные тела должны состоять из пятого элемента, или [sic].
  2. ^ Карл С. Хелрих, Классическая теория полей: Электромагнетизм Берлин, Springer 2012, стр. 26.
  3. ^ Хобарт, Майкл Э. (2018-04-16). Великий разлом: грамотность, счет и разделение религии и науки. Издательство Гарвардского университета. ISBN 978-0-674-98516-2.
  4. ^ Эллисон Мури, Киборг эпохи Просвещения: история коммуникаций и управления в человеческой машине, 1660-1830 , стр. 63, University of Toronto Press, 2007 ISBN 0802088503 . 
  5. ^ "AITHER". AETHER: греческий протогенос, бог верхнего воздуха и света; мифология: AITHER . Получено 16 января 2016 г.
  6. ^ Покорный, Юлиус (1959). Индогерманские этимологии Wörterbuch , sv ai-dh-.
  7. ^ Αἰθίοψ в Лидделле, Скотт, Греко-английский лексикон : «Αἰθίοψ, οπος, ὁ, fem. Αἰθιοπίς, ίδος, ἡ (Αἰθίοψ as ​​fem., A.Fr.328, 329): мн. ἰθιοπῆες' Ил.1.423 , откуда ном. 'Αἰθιοπεύς' Call.Del.208: (αἴθω, ὄψ): — собственно, Обожженное лицо, т.е. эфиоп, негр, хом. и т. д.; пров., Αἰθίοπα σμήχειν 'мыть черномазора белым', Лук.Инд. 28». См. Etymologicum Genuinum sv Αἰθίοψ , Etymologicum Gudianum svv Αἰθίοψ . «Αἰθίοψ». Etymologicum Magnum (на греческом языке). Лейпциг: Lipsiae Apud JAG Weigel. 1818.
  8. ^ Фейдж, Джон (2013-10-23). ​​История Африки. Routledge. стр. 25–26. ISBN 9781317797272. Получено 20 января 2015 г. . ...побережье [Индийского океана Африки] называлось Азанией, и среди его жителей не упоминались «эфиопы», темнокожие люди.
  9. ↑ Платон , Тимей 58д.
  10. ^ Хам, Дэвид Э. (1982). «Пятый элемент в De Philosophia Аристотеля : критический пересмотр». Журнал эллинских исследований . 102 : 60–74, на стр. 62. doi : 10.2307/631126. JSTOR  631126. S2CID  170926485.
  11. ^ Джордж Смут III. "Физика Аристотеля". lbl.gov . Архивировано из оригинала 20 декабря 2016 года . Получено 20 декабря 2016 года .
  12. ^ Грант, Эдвард (1996). Планеты, звезды и сферы: средневековый космос, 1200-1687 (1-е изд.). Кембридж [Англия]: Cambridge University Press. стр. 322–428. ISBN 978-0-521-56509-7.
  13. ↑ Роберт Фладд, «Мозаичная философия». Лондон, Хамфри Мозели, 1659, стр. 221.
  14. ^ ab Алхимики , Ф. Шервуд Тейлор, стр. 95.
  15. ↑ Книга «Квинтэссенция». Архивировано 24 сентября 2015 г. в Wayback Machine , оригинальная серия Early English Text Society, номер 16, под редакцией Ф. Дж. Фернивалла.
  16. ↑ Словарь алхимии , Марк Хеффнер.
  17. ^ Маргарет Ослер, Перестройка мира. Издательство Университета Джонса Хопкинса, 2010. (155).
  18. ^ Джиллиспи, Чарльз Коулстон (1960). Грань объективности: эссе по истории научных идей. Принстон, Нью-Джерси: Princeton University Press. С. 129–30. ISBN 0-691-02350-6.
  19. ↑ Эйнштейн, Альберт: «Эфир и теория относительности» (1920), переиздано в Sidelights on Relativity (Метуэн, Лондон, 1922)
  20. ^ Дирак, Поль (1951). «Существует ли эфир?». Nature . 168 (4282): 906–907. Bibcode : 1951Natur.168..906D. doi : 10.1038/168906a0. S2CID  4288946.
  21. ^ Златев, И.; Ванг, Л.; Стейнхардт, П. (1999). «Квинтэссенция, космическое совпадение и космологическая константа». Physical Review Letters (Представленная рукопись). 82 (5): 896–899. arXiv : astro-ph/9807002 . Bibcode :1999PhRvL..82..896Z. doi :10.1103/PhysRevLett.82.896. S2CID  119073006.
  22. ^ Уиттекер, Эдмунд Тейлор , История теорий эфира и электричества от эпохи Декарта до конца XIX века (1910), стр. 101-02.
  23. ^ Майкельсон, Альберт А. (1881). «Относительное движение Земли и светоносного эфира». American Journal of Science . 22 (128): 120–129. Bibcode : 1881AmJS...22..120M. doi : 10.2475/ajs.s3-22.128.120. S2CID  130423116.
  24. ^ Шенкленд, Р. С. (1964). «Эксперимент Майкельсона-Морли». Американский журнал физики . 32 (1): 16. Bibcode : 1964AmJPh..32...16S. doi : 10.1119/1.1970063.
  25. ^ "Бернулли нелль'Энциклопедия Треккани".
  26. ^ ab Rosenfeld, L. (1969). «Взгляды Ньютона на эфир и гравитацию». Архив History of Exact Sciences . 6 (1): 29–37. doi :10.1007/BF00327261. S2CID  122494617.
  27. ^ ab Newton, Isaac. «Исаак Ньютон Роберту Бойлю, 1679». 28 февраля 1679 г.
  28. ^ Джеймс ДеМео (2009). «Письмо Исаака Ньютона Роберту Бойлю о космическом эфире пространства — 1679». orgonelab.org . Архивировано из оригинала 20 декабря 2016 г. . Получено 20 декабря 2016 г. .
  29. ^ Эндрю Робишоу (9 апреля 2015 г.). Эзотерический кодекс: эзотерическая космология. Lulu.com. стр. 6. ISBN 9781329053083. Получено 20 декабря 2016 г.[ самостоятельно опубликованный источник ]