(12.10.2013)
Физики уже заведомо не вернутся к понятию эфир. Даже если получат такие экспериментальные факты, которые 110 лет назад были бы сочтены свидетельством обнаружения эфира. Они эти экспериментальные факты иначе назовут и интерпретируют (при этом, конечно, не будут отрицать, а примут как истину). Без слова эфир.
Понятие эфир относится к
физической научной парадигме начала-середины 19 века. "Парадигма" здесь - это не теория, а некая система понятий и представлений над теорией, говорящая, как что взаимосвязано и объясняется. В частности, она включает в себя идеи не доказанные, но уже "авансом" принятые учёными, позволяющие им иметь упорядоченные представления о мире и о том, что они делают. Научная парадигма может меняться, в то время как все доказанные теории, на которые она опирается, остаются на месте - просто потом они складываются иначе, как в калейдоскопе, и служат опорой новой парадигме.
С точки зрения физической парадигмы 19 века - парадигмы классической физики, мир состоял из разных веществ и частиц, и возможно, пустоты. Самые разные явления представлялись себе как разные вещества ("субстанции"): тепло - как тепловая жидкость, заряд - как две электрические жидкости (для "плюса" и для "минуса" - "стеклянное и смоляное электричество"), электрические и магнитные поля - как "испарения" жидкостей, распространяющиеся в пространстве. Такие "субстанции" могли просачиваться сквозь обычное вещество, как жидкость через пористый материал, они могли не иметь веса, цвета, запаха. Постепенно набирало силу представление, что вещество состоит из мельчайших частиц (молекул, атомов), чисто механических, причём классически-механических, ведущих себя как твёрдые тела или упругие пружинки. "Тонкие субстанции" должны были иметь частицы мельче, чем обычное вещество. Волны мыслились как присущие только веществу, и поэтому волновая теория света (победившая во времена Юнга и Френеля, в начале 19 века) требовала ещё одной "субстанции" - светоносного эфира. Это легко вписывалось в тогдашнюю картину мира. Неудивительно, что Максвелл, создавая свою теорию, тоже думал о механическом смысле электромагнитных величин. И даже в начале 20 века Абрагам, Ланжевен, Лоренц, Пуанкаре пытались создать модели электрона как твёрдого тела, или капельки жидкости, или упругой оболочки, растянутой силами электрического отталкивания.
Рекомендуемая литература:
Уиттекер, "История теорий эфира и электричества", в основном 1-й том.
Ситуация поменялась в конце 19 - в начале 20 века. Причём главную роль здесь сыграла не теория относительности, которую в основном принято поминать как "убийцу эфира", а квантовая механика. И вот тут речь пойдёт о фактах, которые современные "эфиристы" не знают и не осознают в полной мере. Понятие поля сначала зародилось в физике как представление о математической абстракции, описывающей то самое вещество из твёрдых частиц. (Рассматривались поля скоростей и давлений в жидкости и газе, поля температуры и концентрации при диффузии, поля звуковых волн, напряжений, аналогично описывались струны, стержни, мембраны. В этом ряду поля световых волн и электрические с магнитными не выглядели чем-то выделяющимся.) Но когда появилась СТО, она наложила предел скорости взаимодействий
абсолютно на всё. Стало ясно, что электромагнитное поле не может состоять из твёрдых роликов и упругих пружинок, потому что они никакие твёрдые частицы ненулевого размера просто не могут быть фундаментальными. Пришлось признать понятие поля
несводимым к веществу - то есть, отдельной реальной (материальной) сущностью, всюду присутствующей, всё пронизывающей, и характеризующейся числами, "абстрактными функциями". Но "удар милосердия" нанесла квантовая механика: она показала, что то, что считалось несомненно частицами вещества (на тот момент, протоны и электроны) - само по себе
сводится к таким же "абстрактным функциям", и обладает теми же свойствами, что и поля: всюду присутствуют, всё пронизывают, а вместо механических законов подчиняются уравнениям.
Вектор объяснений развернулся в обратную сторону: если раньше физики надеялись объяснить поля через частицы, то теперь, добравшись до сути дела, они объясняли частицы через поля. И это уже не было гипотетической частью физической парадигмы, это было уже свершившимся фактом.
Таким образом, эфир оказался физике не нужен в гораздо более сильном смысле, чем по Оккаму. Если раньше про него думали, что он принесёт долгожданные объяснения и наведёт ясность, то теперь объяснения
уже появились, ясность
уже наступила, и в новую схему объяснений эфир не вписывается никак. Более того, если вдруг он и будет экспериментально обнаружен, то он в свою очередь
потребует объяснений, и будет интерпретирован в свете современной парадигмы, как некоторое очередное
поле (или вещество, состоящее из полей). Слова "эфир" при этом могут не произносить. Современные эксперименты, аналогичные поиску эфира в конце 19 - начале 20 века, называются поиском новых полей (например, векторных - соответствующих "эфирному ветру") и их макроскопических проявлений. Причём уже хорошо известно, что такие поля если и есть в природе, то на известные секторы физики - на электромагнетизм, фермионы, сильное и слабое взаимодействие, гравитацию - оказывают пренебрежимо малое воздействие.
P. S. Ньютон говорил о совсем другом эфире, чем тот, который обсуждался в конце 19 века. Там уточняющие слова есть, например, "светоносный эфир". Тот, о котором говорил Ньютон, был отвергнут ещё в 18 веке, с развитием небесной механики.
Литература: опять же Уиттекер.
Имеет смысл рассматривать слово "эфир", как оно употреблялось в 17-19 веках, и в начале 20 века. В середине и конце 20 века, и в начале 21 века, это слово употребляют только в контексте лженауки (недоверие к научным экспериментальным результатам и проверенным теориям), и разные авторы начинают приписывать ему самые разные свойства, лишь бы только оправдать употребление слова. Последовательность, непротиворечивость и взаимосогласованность употребления этого термина прекратились.
(05.10.2012)
Вкратце, на рубеже 18-19 веков появилась математика ДУЧП и волновых явлений, а физика знала только механические системы для их реализации: механику сплошной среды, диффузию. Из-за этого сформировалась научная парадигма, интерпретирующая все такие математические модели в механическом смысле, а эфир стал исследовательской программой, нацеленной в будущее, на приведение этого соответствия в завершённый вид. На рубеже 19-20 веков ситуация изменилась: в арсенале физики появился набор фундаментальных полей, и напротив, механические явления оказались сводящимися к полевым (не говорю уже о математических изменениях). Из-за этого парадигма сменилась, вывернулась наизнанку, и обросла новыми программами, частично за 20 век успешно выполненными, что ещё больше укрепило в правильности нового взгляда на вещи. "Эфир" остался названием старой программы в старой парадигме.
Не принцип относительности отличает современную физику от ориентированной на эфир физики 19 века, а знание строения вещества. Принцип относительности всего лишь сделал ненужным эфир, а отказаться от него заставили открытия строения атома, строения вещества, и механики субатомных частиц. Физика 19 века оставляла нерешённым вопрос, как устроены атомы и вещество, и почему они ведут себя именно так, как ведут. А "программа эфира" полагалась именно на этот нерешённый вопрос, отодвигая его решение дальше в будущее, чем сведение полевых теорий к механическим. Когда оказалось, что этот вопрос решается первым, понятие эфира в физике окончательно потеряло смысл. Нельзя поля сводить к механике частиц, потому что частицы (и их механика) сами состоят из полей - мы это уже знаем, в отличие от физиков 19 века.
(08.03.2009)
Эфир, как он существовал в истории науки, - это концепция познавательная: сведение неизвестного к известному. Свойства гравитации и света сводили к свойствам твёрдых тел, жидкостей и газов, которые хоть и не были сразу описаны теоретически, но могли изучаться экспериментально и давали наглядные образы. Эта познавательная концепция не просто потерпела крах, а была буквально вывернута наизнанку: дальнейшие открытия показали, что напротив, макроскопические свойства сплошных сред ("известное") обязаны своим существованием микроскопическим полям и квантовой механике ("прежде не известное"). Заодно и законы гравитации, света, электромагнетизма, и микроскопическое строение вещества были выяснены достаточно, чтобы их уже не относить к неизвестному, и не искать костылей и срезанных углов для их познания.
А вот современный "эфир", вокруг которого роятся дилетанты, оказывается просто нелепостью: он служит сведением неизвестного к известному для этих дилетантов, но не для науки, в которой неизвестное этим дилетантам - давно известно. Разумеется, и ценность он несёт только для дилетантов (притом ложную), а не для науки.
Странно, мне казалось, я больше раз это излагал :-) Может, чего-то не нагуглилось.
+ Update (09.10.2017):
(17.07.2012)
Вообще, в центре внимания теоретиков того периода (Лоренц, Абрагам, Ланжевен, Бухерер, Пуанкаре, Эйнштейн, др.) был не эфир. В центре внимания была модель электрона. И здесь ключевым был результат Эйнштейна, что макроскопическая релятивистская электродинамика от конкретной модели электрона вообще не зависит - результат, позволивший отложить вопрос на 20 лет, до того момента, как адекватную модель электрона получил, наконец, Дирак.
