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

У 1916 році Ейнштейн пророкує існування гравітаційних хвиль, досліджує їх властивості, механізм виникнення. Доводить, що гравітаційні поля (хвилі) поширюються зі швидкістю світла. Першу експериментальну спробу знайти гравітаційні хвилі здійснює американський фізик Джозеф Вебер за допомогою побудованих ним перших детекторів гравітаційних хвиль від неземних джерел (1968). Його досліди успіху не мали.

Невловимі, гіпотетичні гравітаційні хвилі стають фізично вимірною реальністю в найтонших експериментах доктора філософії по фізиці, співробітника лабораторії фізики плазми Прінстонського університету (США) Рассела Халсе (р. 1950) і професора фізичного факультету Прінстонського університету Джозефа Тейлора (р. 1941). Відкриття гравітаційного випромінювання (хвиль) відзначено Нобелівською премією (1993).

Але існує й інша проблема – прийом гравітаційних хвиль, що приходять з космосу. Ця задача технічно дуже складна. Для її вирішення необхідно мати гігантські фізико-технічні пристрої.

Загальна теорія відносності вносить істотний вклад у фізичне вчення про час і простір. З неї, наприклад, витікає, що "гравітаційне поле впливає і навіть визначає метричні закони просторово-часового континуума". У загальній теорії відносності метрика і гравітація виявляються у певному розумінні тотожними, тому що вони, у кінцевому рахунку, визначаються розподілом мас.

Шістдесяті роки ХХ століття внесли новий імпульс у розвиток загальної теорії відносності. У 1963 році відкриті квазари. Властивості цих космічних об'єктів не укладалися в рамки існуючих уявлень. Квазари віддаляються від нас з дуже великою швидкістю і при цьому виділяють колосальну енергію, еквівалентну енергії, яка виділяється декількома звичайними галактиками. Сучасна наука поки що не в змозі дати однозначну відповідь на питання про природу і поводження подібних астрофізичних об'єктів.

У 1967 році англійські вчені Е. Хьюіш і Д. Белл із Кембриджу знайшли космічні утворення, які мають назву пульсари. Ці екзотичні об'єкти випромінюють електромагнітні хвилі великої інтенсивності через строго визначені інтервали часу. Передбачається, що пульсар – це нейтронна зірка. Відкриття пульсарів свідчить про те, що зірки, як і Всесвіт у цілому, еволюціонують. Їхній якісний стан змінюється під впливом гравітації.

Проблема існування світу – Всесвіту, його еволюція, виявлення таких властивостей як безкінечність і скінченність, необмеженість і обмеженість завжди знаходилися в центрі уваги філософів, математиків, фізиків. Космологічні проблеми з особливою гостротою постали перед дослідниками в зв'язку зі створенням загальної теорії відносності.

Ейнштейн розглядає світ у його просторовій протяжності як замкнутий. Методологічна ідея, а точніше гіпотеза про замкнутий Всесвіт складає суть теорії тяжіння, це одне з найбільш радикальних припущень у науковому пізнанні взагалі. Виходячи з астрономічних вимірів, висувається положення про те, що така характеристика матерії як густина, є величиною сталою у всьому Всесвіті.

Творчо розвиваючи ідеї Ейнштейна, геніальний радянський фізик і математик Олександр Олександрович Фрідман (1888-1925) приходить до нестаціонарної, динамічної моделі Всесвіту: до гіпотези замкнутого в собі світового простору, радіус кривизни якого змінюється в часі (1922). Це означало новий етап у розвитку космологічних аспектів загальної теорії відносності.

"Сьогодні більшість астрономів користується теорією Фрідмана в трохи зміненій формі, у тім вигляді, у якому її незалежно представили два американських фізики, Говард П. Робертсон та Артур Уокер", – пише сучасний дослідник Всесвіту Баррі Паркер.

Теорія Фрідмана відкриває найграндіозніше за масштабом явище природи – космологічне розширення. Вона витримує перевірку в дискусії з Ейнштейном, потім знаходить прямий доказ і підтвердження в астрономічних спостереженнях. Наукове співтовариство визнає теорію Фрідмана про Всесвіт, який розширюється, і відкриття Едвіна Хаббла, як найважливіший аргумент у її підтвердженні.

Висновки А.А. Фрідмана про нестаціонарний, замкнутий Всесвіт критично та глибоко аналізуються А. Ейнштейном. Він вважає результати Фрідмана правильними і такими, що проливають нове світло на космологічну проблему. Ейнштейн звертається до переосмислення своїх теоретичних результатів і, слідом за Фрідманом, визнає Всесвіт, що розширюється, тому що теорія вимагає розширення простору. Він також вважає, що світ можна розглядати в його просторовій протяжності як замкнутий континуум.

А. Ейнштейн та А. Фрідман затверджують у космології принципово нову модель світу, – замкнутий, пульсуючий Всесвіт.

Теорія відносності розкрила закономірності природи більш глибоко, ніж класична фізика. Ньютонівське уявлення про світ було багато в чому змінено під впливом фізичного вчення Ейнштейна. На його місці виросла картина світу, у якій виявилися об'єднаними Матерія, Рух, Простір, Час, що вважалися раніше роз'єднаними поняттями.

Таким чином, простір-час є уособленням найбільш загальних відносин матеріальних об'єктів і поза матерією існувати не може. Це кардинальне твердження загальної теорії відносності в розумінні природи простору-часу яскраво формулює А. Ейнштейн у бесіді з кореспондентом американської газети "Нью-Йорк Таймс" (1921). Відповідаючи на питання, у чому полягає сутність теорії відносності, великий мислитель сказав так: "Суть така: раніше вважали, що, якщо яким-небудь чином усі матеріальні речі раптом зникли б, то простір і час залишилися б. Відповідно до теорії відносності разом з речами зникли б і простір, і час". Простіше і наочніше, мабуть, не можна сформулювати нерозривний зв'язок матерії, руху, простору і часу. Простір і час виступають способом існування фізичного світу. Ця теорія зробила величезний якісний крок в осмисленні структури Всесвіту.

Об'єктивність теорії відносності пояснюється також відповідністю її теоретичних висновків експериментальним показникам та фактам і застосуванням цих висновків на практиці. Дійсно, спеціальна теорія відносності є не тільки теоретичним фундаментом сучасної фізики. Без неї не можна сьогодні вирішувати багато конкретних науково-дослідних та інженерних завдань, зокрема атомної енергетики та прискорювальної техніки фізики елементарних частинок. Спеціальна теорія відносності успішно застосовується сьогодні у фізиці атома, ядра, елементарних частинок.

Теорія відносності різко підвищила імпульс дослідників до філософської проблематики. Вона показує необхідність методологічного і епістемологічного аналізу понятійного апарату фізичної науки. Ейнштейн зауважує в зв'язку з цим: "Спеціальна теорія відносності привела до значних успіхів. Вона примирила механіку з електродинамікою. Вона скоротила кількість логічно незалежних гіпотез в електродинаміці. Вона зробила неминучим методологічний аналіз основних понять. Вона об'єднала закони збереження імпульсу й енергії, виявила єдність маси й енергії". Теорія відносності разом із квантовою механікою є новим етапом у революційній зміні понять класичної фізики. У полі зору теорії відносності виявилися не тільки поняття, безпосередньо пов'язані з матерією: поле, речовина, ефір, маса та ін. Вона кардинально переосмислює уявлення про простір, час, рух. Загальна теорія відносності торкається ряду глибоких космологічних проблем.

А. Ейнштейн надає великої уваги теоретико-пізнавальним, епістемологічним проблемам нового знання, пошукові шляхів побудови наукових теорій, виявленню місця і ролі теоретичних методів і принципів у цьому складному суперечливому процесі. Якщо вчений знаходиться в області достовірних фактів і емпіричних закономірностей, то найчастіше він зазнає великих труднощів у виробленні загальних тверджень і понять. Він мовби "застигає в безпомічному стані перед одиничними результатами емпіричного дослідження доти, доки не розкриються принципи, які він зможе зробити основою для своїх дедуктивних побудов". Тому, підкреслює А. Ейнштейн, творча діяльність дослідника повинна бути спрямована на те, щоб відшукати у природі чітко сформульовані загальні принципи, що відбивають визначені загальні риси величезної кількості експериментально встановлених фактів". При побудові теорії відносності вдається "вивідати в природи" такі принципи: принцип сталості швидкості світла, узагальнений принцип відносності, принцип еквівалентності. До таких загальних положень відноситься гіпотеза М. Планка про квант дії та ін. Вони відіграють евристичну роль, ведуть до більш глибокого і повного знання, розкривають нові сторони і грані фізичного світу.

Теорія відносності пов'язана з філософією. Результати, отримані нею, мають не тільки природничо-наукове, але і загальнофілософське значення. Вони збагачують наші філософські уявлення про світ, поглиблюють наші знання про властивості і закономірності матеріального світу. Усе це дає підставу стверджувати про значну методологічну цінність теорії відносності в розвитку наукового пізнання. Наукові досягнення А. Ейнштейна і його глибокі філософські міркування про закономірності розвитку науки вплинули на філософію науки і філософію ХХ століття в цілому.

Loading...

 
 

Цікаве