Эфир (классический элемент) - Aether (classical element)

Согласно древней и средневековой науке , Эфир ( / я θ ər / ), а также написано Эфиром , aither , или простому эфир , а также называемые квинтэссенциям (пятый элемент), является материалом , который заполняет область Вселенной выше земного шара . Концепция эфира использовалась в нескольких теориях для объяснения нескольких природных явлений, таких как перемещение света и гравитации. В конце 19 века физики постулировали, что эфир пронизывает все пространство, обеспечивая среду, через которую свет может перемещаться в вакууме , но доказательства присутствия такой среды не были обнаружены в эксперименте Майкельсона-Морли , и этот результат имеет было истолковано как означающее, что такого светоносного эфира не существует.

Мифологическое происхождение

Слово αἰθήρ ( aithḗr ) на гомеровском греческом языке означает «чистый, свежий воздух» или «чистое небо». В греческой мифологии считалось, что это чистая сущность, которой дышали боги, заполняя пространство, в котором они жили, аналогично воздуху, которым дышат смертные. Он также олицетворяется как божество, Эфир , сын Эреба и Никс в традиционной греческой мифологии. Эфир связан с αἴθω «сжигать» и непереходным «сжигать, сиять» (родственно имя Aithiopes ( эфиопы ; см. Эфиопия ), что означает «люди с обгоревшим (черным) лицом»).

Пятый элемент

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

В Plato «s Тимей говоря о воздухе (58d), Платон упоминает , что„есть самый полупрозрачный вид , который называется именем эфир (αἰθήρ)“ , но в остальном он принял классическую систему из четырех элементов. Аристотель , который был учеником Платона в Академии , согласился в этом вопросе со своим бывшим наставником, дополнительно подчеркнув, что огонь иногда ошибочно принимали за эфир. Однако, в своей книге О небе он ввел новый «первый» элемент в системе классических элементов в Ионическом 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 по кругу и не обладал ни одним из качеств, которыми обладали классические земные элементы. Было ни жарко, ни холодно, ни сыро, ни сухо. С этим добавлением система элементов была расширена до пяти, а позже комментаторы начали называть новый первый элемент пятым и также называли его эфиром , словом, которое Аристотель не использовал.

Эфир отличался от четырех земных элементов; он был неспособен к качественному или количественному движению. Эфир был способен только на локальное движение. Эфир, естественно, двигался по кругу и не имел противоположного или неестественного движения. Аристотель также отметил, что небесные сферы, сделанные из эфира, содержат звезды и планеты. Идея эфирных сфер, движущихся с естественным круговым движением, привела к объяснению Аристотелем наблюдаемых орбит звезд и планет в совершенно круговом движении.

Средневековые схоластические философы допускали изменение плотности эфира , при котором тела планет считались более плотными, чем среда, заполняющая остальную вселенную. Роберт Фладд заявил, что эфир имел характер «тоньше света». Фладд цитирует точку зрения Плотина 3-го века относительно эфира как проникающего и нематериального. См. Также Arche .

Квинтэссенция

Квинтэссенция - это латинское название пятого элемента, которое средневековые алхимики использовали для обозначения среды, подобной или идентичной той, которая используется для создания небесных тел. Было отмечено, что в земной сфере очень мало квинтэссенции. Из-за низкого присутствия квинтэссенции на землю может влиять то, что происходит в небесных телах. Эта теория была развита в тексте XIV века «Завещание Луллия» , приписываемом Рамону Луллу . Использование квинтэссенции стало популярным в средневековой алхимии. Квинтэссенция произошла от средневековой элементной системы, которая состояла из четырех классических элементов и эфира, или квинтэссенции, в дополнение к двум химическим элементам, представляющим металлы: серу , «камень, который горит», который характеризует принцип горючести, и ртуть , который содержал идеализированный принцип металлических свойств.

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

Наследие

С развитием физики 18 века в физических моделях, известных как «теории эфира», использовалась аналогичная концепция для объяснения распространения электромагнитных и гравитационных сил. Еще в 1670-х годах Ньютон использовал идею эфира, чтобы согласовать наблюдения со строгими механическими правилами своей физики. Однако эфир раннего Нового времени имел мало общего с эфиром классических элементов, у которого было заимствовано это 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. Однако сам Эйнштейн отметил, что его собственная модель, которая заменила эти теории, может сама по себе рассматриваться как эфир, поскольку она подразумевает, что пустое пространство между объектами имеет свои собственные физические свойства.

Несмотря на то, что ранние современные модели эфира были вытеснены общей теорией относительности, иногда некоторые физики пытались вновь ввести понятие эфира в попытке устранить очевидные недостатки в современных физических моделях. Одна предложенная модель темной энергии была названа ее сторонниками « квинтэссенцией » в честь классического элемента. Эта идея относится к гипотетической форме темной энергии, постулируемой как объяснение наблюдений за ускоряющейся Вселенной. Его также называют пятой фундаментальной силой .

Эфир и свет

Движение света было давним исследованием физики за сотни лет до 20 века. Использование эфира для описания этого движения было популярно в 17-18 веках, включая теорию, предложенную Иоганном II Бернулли , который был отмечен в 1736 году премией Французской академии. По его теории, все пространство пронизано эфиром, содержащим «слишком маленькие водовороты». Эти водовороты позволяют эфиру иметь определенную эластичность, передавая вибрации от корпускулярных пакетов света, когда они проходят через них.

Эта теория светоносного эфира повлияла бы на волновую теорию света, предложенную Христианом Гюйгенсом , в которой свет распространялся в форме продольных волн через «вездесущую, идеально эластичную среду с нулевой плотностью, называемую эфиром». В то время считалось, что для того, чтобы свет мог проходить через вакуум, должна была существовать среда, заполняющая пустоту, через которую он мог 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 поддержаны результатами эксперимента Майкельсона-Морли, в котором доказательства движения эфира окончательно отсутствовали. Результаты эксперимента повлияли на многих физиков того времени и в конечном итоге способствовали развитию специальной теории относительности Эйнштейна .

Эфир и гравитация

Якоб Бернулли , De gravitate aetheris , 1683 г.

В 1682 году Якоб Бернулли сформулировал теорию, согласно которой твердость тел зависит от давления эфира. Эфир использовался в различных теориях гравитации в качестве среды, помогающей объяснить гравитацию и ее причины.

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 движения планет на теоретическом законе динамических взаимодействий. Он отказался от постоянных попыток объяснить эту особую форму взаимодействия между удаленными телами путем введения механизма распространения через промежуточную среду. Он называет это промежуточным средним эфиром. В своей модели эфира Ньютон описывает эфир как среду, которая непрерывно «течет» вниз к поверхности Земли и частично поглощается, а частично рассеивается. Эта «циркуляция» эфира - это то, с чем он связал силу гравитации, чтобы помочь объяснить действие гравитации немеханическим способом. Эта теория описывала различные плотности эфира, создавая градиент плотности эфира. Его теория также объясняет, что эфир был плотным внутри объектов и редко без них. Когда частицы более плотного эфира взаимодействовали с редким эфиром, они притягивались обратно к плотному эфиру, так же как охлаждающие пары воды притягиваются друг к другу, образуя воду. В « Началах» он пытается объяснить эластичность и движение эфира, связывая эфир со своей статической моделью жидкостей. Согласно этой ранней теории, это упругое взаимодействие вызвало притяжение силы тяжести и позволило объяснить действие на расстоянии, а не действие посредством прямого контакта. Ньютон также объяснил эту изменяющуюся редкость и плотность эфира в своем письме Роберту Бойлю в 1679 году. В этом письме он также проиллюстрировал эфир и его поле вокруг объектов и использовал это как способ сообщить Роберту Бойлю о своей теории. Хотя Ньютон в конце концов изменил свою теорию гравитации на теорию, включающую силу и законы движения, его отправной точкой для современного понимания и объяснения гравитации стала его первоначальная модель эфира гравитации.

Смотрите также

использованная литература

Сноски

Цитаты