WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаФілософія → Теорія відносності: основні ідеї та філософські підвалини - Реферат

Теорія відносності: основні ідеї та філософські підвалини - Реферат

Реферат

на тему:

Теорія відносності: основні ідеї та філософські підвалини

Теорія відносності є однією з провідних теорій нашого часу. Вона має великий вплив на розвиток наукової думки, робить величезний внесок у пізнання законів природи. Теорія відносності є основою не лише сучасної фізики, але й науки в цілому.

Наукова творчість А. Ейнштейна є великим внеском у розвиток філософської думки ХХ століття. Це пояснюється тим, що спеціальна та загальна теорія відносності відіграють значну роль у формуванні наукової картини світу, перебудові стилю наукового мислення, розробці нової дослідницької програми та нових еталонів наукового пізнання. А. Ейнштейн глибоко розмірковує над фундаментальними філософськими проблемами науки, що виходять за межі фізики та набувають загальнофілософського сенсу. Теорія відносності по-новому поставила й вирішила цілу низку проблем просторово-часової структури світу, що мають важливе світоглядне значення. Крім того, у її розвитку знайшли нові вирішення такі теоретико-пізнавальні питання, як співвідношення емпіричного й теоретичного, спостережуваного та неспостережуваного, тому теорія відносності з моменту свого виникнення знаходиться в центрі уваги філософії.

А. Ейнштейн створює теорію відносності завдяки узагальненню ідей фізики, математики, філософії. На його світогляд вплинули мислителі античності, засновники класичної механіки, електродинаміки. Істотний внесок у розвиток цієї теорії роблять учені А. Лоренц й А. Пуанкаре.

Ось кілька фактів із його біографії. У 1900 закінчив Цюрихський політехнікум. У1902 – 1908 працює експертом у патентному бюро в Берні. Надалі веде педагогічну та наукову працю в Бернському, Цюрихському, Празькому, Берлінському університетах. З 1933 працює в Прінстонському інституті вищих досліджень (США). Лауреат Нобелівської премії з фізики за важливі фізико-математичні дослідження, особливо за відкриття законів фотоелектричного ефекту (1921).

У 1905 році у вересневому номері німецького журналу "Аннали фізики" з'являється стаття "До електродинаміки рухомих тіл", написана нікому не відомим тоді автором, молодим експертом швейцарського патентного бюро в Берні А. Ейнштейном. У ній містилися фундаментальні ідеї теорії відносності.

Звернімося до філософських підвалин теорії відносності. До них можна віднести такі епістемологічні, методологічні імперативи: принцип спостережуваності, принцип простоти, принцип відповідності, принцип симетрії та ін. Сюди ж входить принцип наперед установленої гармонії – віра дослідника в раціональну природу реальності, що є реалізацією найпростіших математично мислимих елементів.

Досить змістовною є дискусія двох найвидатніших мислителів ХХ століття А. Ейнштейна та В. Гейзенберга з проблеми спостережуваності. Гейзенберг стверджує, що наукові теорії повинні будуватися чітко на уявленнях про об'єкти, що принципово спостерігаються, і вимірних величинах, вважаючи, що такої точки зору дотримувався і сам Ейнштейн при створенні теорії відносності. Ейнштейн, заперечуючи думку Гейзенберга, підкреслює, що, можливо, він і підтримував "філософію такого роду", але фактично це не так. Значно пізніше (1935) у листі до відомого британського філософа Карла Поппера (1902-1994) Ейнштейн, роз'ясняючи свою позицію з цього питання, указує, що йому не подобається тенденція чіплятися за те, що є спостережуваним. "Я вважаю тривіальним те, що ніхто не в змозі робити в області атомних величин пророкування з будь-яким бажаним ступенем точності, і я думаю, що теорія не може бути отримана з результатів спостережень, але може бути тільки винайдена". Виходячи з цього, Ейнштейн виражає впевненість у тому, що "із принципової точки зору бажання будувати теорію тільки на величинах, що спостерігаються, геть безглуздо". Згідно з Ейнштейном, теорія може базуватися й на величинах, що принципово не спостерігаються, хоча в явному вигляді це положення ним не сформульовано. Усі свої міркування з проблем спостережуваності великий учений виражає в формі філософської тези: "Лише теорія вирішує, що саме можна спостерігати". Дане твердження відіграє ключову роль у сучасній філософії науки. Наукова теорія повинна дозволяти вимірювати не лише величини, що прямо спостерігаються, але й величини, що спостерігаються опосередковано, а саме, через функціональні залежності від інших величин, шляхом спостереження останніх за допомогою вимірювальних приладів, що забезпечують зв'язок теоретичного знання з емпіричним.

А. Ейнштейн широко користується уявними експериментами під час розробки проблем, пов'язаних із розширенням старої та формуванням нової наукової картини світу.

Уявні експерименти дають можливість Ейнштейну провести аналіз деяких у принципі можливих експериментальних ситуацій з метою перевірити, уточнити й установити змістовний смисл гіпотези, згідно з якою швидкість світла в вакуумі стала й не залежить від руху джерела світла. Ця гіпотеза входить у суперечність із існуючими теоріями, які спираються на ефір, що не спостерігається.

Які ж основні результати спеціальної теорії відносності? Вона підірвала ньютонівські уявлення про час і простір. Якщо раніше стверджувалося, що речі існують у часі та просторі, то теорія відносності довела, що зміна швидкості руху речі веде до зміни її просторово-часових характеристик. Резюмуючи досягнення теорії відносності в розвитку вчення про час, простір і рух, Ейнштейн пише, що вона "призвела до чітких фізичних уявлень про простір і час і в зв'язку з цим до з'ясування того, як поводяться масштаби, що рухаються, і годинник. Вона усунула поняття абсолютної одночасності, а також поняття миттєвої дії на відстані в сенсі Ньютона. Вона показала, як потрібно змінити рівняння руху під час розгляду рухів зі швидкістю, не дуже малою в порівнянні зі швидкістю світла".

Величезною заслугою А. Ейнштейна є також створення загальної теорії відносності (1916). Ця теорія, як і спеціальна теорія відносності, була підготовлена попередніми дослідженнями. Вона являє собою логічний розвиток основних положень спеціальної теорії відносності, причому важливу роль тут відіграли дослідження німецького математика й фізика Германа Мінковського (1864- 1909). Він висловлює глибоку філософську та математичну думку про об'єднання трьох вимірів простору і часу в один чотирьохмірний простір-час – "Світ Мінковського".

За допомогою загального принципу відносності, відповідно до якого всі системи відліку, враховуючи й неінерційні, еквівалентні в описі природи, Ейнштейн підходить до вивчення ще одного виду польової матерії – гравітації. Вплив гравітаційного поля на рух тіл був відомий і раніше. Однак пов'язаний із загальною теорією відносності фундаментально новий результат полягає в тому, що гравітація діє на електромагнітне випромінювання. "У гравітаційних полях, – стверджує Ейнштейн, – світлові промені поширюються криволінійним шляхом". Цей теоретичний висновок становить інтерес для Эйнштейна в двох відношеннях.

По-перше, його можна перевірити експериментальним шляхом. Викривлення світлових променів у полі тяжіння, за підрахунками Ейнштейна, складає 1,75 кутові секунди. Це явище можна спостерігати під час повного сонячного затемнення. Нам буде здаватися, що зірки поблизу Сонця змістяться на дану величину стосовно свого дійсного положення. "Перевірка правильності цього висновку, – звертає увагу Ейнштейн, – являє собою завдання надзвичайної важливості й ми сподіваємося на швидке рішення її астрономами".

25 лютого 1952 року завдяки сонячному затемненню знову виникла можливість перевірити теорію Ейнштейна. Кілька груп учених вирушили до міста Хартум (Судан), щоб установити явище викривлення променів світла в гравітаційному полі за допомогою удосконаленої апаратури та більш точних методів виміру. У результаті вимірів американські вчені отримали величину 1,70 секунди. За Ейнштейном, основна цінність загальної теорії відносності полягає не в тому, що вона підтверджується малими ефектами, а в величезному спрощенні теоретичної основи, на якій виростає вся фізика. Однак не всі зуміли правильно оцінити ці обставини.

По-друге, факт викривлення світлового променя в полі тяжіння свідчить про те, що закон сталості швидкості світла в вакуумі складає одну з підвалин спеціальної теорії відносності, має відносний характер. Він порушує питання про межі застосування спеціальної теорії відносності.

Далеко не усі погоджувалися з ідеєю викривлення простору навколо Сонця при проходженні променів світла. Деякі слухачі залишали лекції Ейнштейна, невдоволено хитаючи головою.

Ейнштейнівська теорія гравітації дає задовільну інтерпретацію викривлення світлових променів у гравітаційному полі Сонця з позиції закону рівності важкої й інертної мас. З її допомогою вдається пояснити "дивне" поводження планети Меркурій. Був помічений повільний круговий рух його орбіти, що намагалися пояснити впливом на Меркурій важких планет, у першу чергу, Юпітера. Однак відповідні обчислення, засновані на ньютонівській теорії гравітації, не узгоджувалися з ефектом, що спостерігається. Класична теорія гравітації дане відхилення пояснити не могла. "Відповідно до загальної теорії відносності виходить, – пише Ейнштейн, – що еліпс орбіти кожної планети повинен обертатися навколо Сонця вищезазначеним методом і що це обертання для всіх планет, крім Меркурія, занадто мале, щоб його можна було помітити при сучасній точності спостережень".

Loading...

 
 

Цікаве