Эфир
В рамках темдня о научных заблуждениях я выбрал весьма заезженную усилиями всяких шизов тему – светоносный эфир или просто эфир, некая среда, колебания в которой мы воспринимаем как электромагнитные волны. TL;DR: эфир – это гребаный костыль крайне шизофреничного вида, а единственная причина, по которой он в принципе остался в истории науки, сводится к скрину на первой картинке.
Изначально гипотеза об эфире произросла из философических рассуждений о природе сущего. Еще Роберт Бойль в конце XVII века ввел эфир как некую среду, через которую передаются различные взаимодействия (механические, магнитные, гравитационные?). Христиан Гюйгенс (портрет 2), создавший волновую теорию света, уперся в кажущуюся необходимость среды, в которой эта волна распространяется. В его представлении эфир был средой для продольных световых волн. Тут же возник срач на тему «свет – это волна или частица» в исполнении Гюйгенса и Ньютона соответственно. Ньютон тоже был вынужден ввести эфир как среду передачи связанных с теплопередачей колебаний для объяснения существования отражения и преломления.
Джеймс Брэдли в 1720 году попытался измерить параллакс – определить расстояние до звезд, измеряя их положение в различные времена года и с Землей по разные стороны Солнца (картинка 3). Этого ему не удалось, зато удалось определить минимально возможное расстояние до звезд. Однако он открыл другой эффект – годичную аберрацию света за счет движения Земли вокруг Солнца – и объяснил ее как результат сложения скоростей света и движения Земли в рамках корпускулярной теории света (что свет – это поток частиц). В рамках волновой теории (и эфира, соответственно) же возникали проблемы – эфир должен был быть некоей всепроникающей средой, никак не влияющей на механику движения тел во Вселенной. По этой причине от теории эфира и волновой теории света временно отказались.
С приходом Томаса Юнга и Огюстена Жана Френеля (гравюра 4) в конце XVIII века, предложивших поперечную волновую природу света и успешно поставивших серию дифракционных экспериментов, корпускулярная теория была забыта. Поскольку тогда считалось, что любая волна для своего распространения требует среду, это непременно потребовало возвращения эфира. Однако тут же всплыло очередное противоречие. Тогда считалось, что поперечные волны распространяются только в твердых телах, а эфир должен был быть неосязаемой всепроникающей средой. Придумывались все более хитровыпиленные концепции для разрешения этого прекрасного противоречия.
В 1856 году Вильгельм Вебер и Рудольф Кольрауш измерили соотношение между использовавшимися тогда электростатической и электромагнитной единицами заряда и обнаружили, что оно ВНЕЗАПНО равно скорости света. В следующем году Густав Кирхгоф обнаружил, что скорость распространения сигнала по электрическому проводу ВНЕЗАПНО равна скорости света. Это были первые открытые взаимосвязи между светом и электромагнетизмом.
В 1861 году по электродинамике начал работать Максвелл – он назвал эфиром среду распространения магнитных и электрических явлений и впервые постулировал, что свет является колебаниями в той же самой среде. Ему казалось, что для существования электромагнитных волн (картинка 5) необходима некая материя вдоль всего пути распространения волны. Связано это было с невозможностью экспериментально наблюдать электромагнитную индукцию в вакууме, хотя она и допустима с точки зрения уравнений Максвелла. Требование постоянности скорости света привело к введению в физику уникальной абсолютной системы отсчета, связанной с эфиром.
К этому моменту физические свойства этого чудо-эфира стали откровенно шизофреническими. Он должен был одновременно быть жидким, чтобы заполнять космос; быть в миллионы раз жестче стали, чтобы поддерживать поперечные колебания с частотой видимого света; не иметь массы и вязкости, чтобы не повлиять на движение небесных тел; быть абсолютно прозрачным, несжимаемым и не делиться ни на какие частицы. Чтобы было совсем весело – уже было показано, что свойства эфира зависят от длины волны света (и, таким образом, эфиров бесконечно много). Все это знали, но всем было пофигу, в учебнике же сказано.
В конце XIX века фигова гора народу попыталась обнаружить дрейф Земли через эфир, который должен было проявляться в изменении скорости света при изменении направления движения Земли просто по закону сложения скоростей. Однако что-то пошло не так. Все более и более сложные эксперименты (начиная с известного интерферометрического эксперимента Майкельсона-Морли, схема на рисунке 7), использовавшие различные явления, не могли обнаружить движения Земли через светоносный эфир.
Несмотря на это, идею отказа от эфира обсуждали только немногие физики (Эмиль Кон и Альфред Бюхерер, например). Гипотезы захвата эфира Землей (ее массой или магнитным полем) были сложными и набитыми подгонометрическими эмпирическими коэффициентами, а поставленные с целью их проверить эксперименты стабильно давали нулевой результат. Последней попыткой хоть как-то совместить наблюдения с теорией стала гипотеза Хендрика Лоренца (1892-1895), в которой появились всякие интересные вещи типа изменения хода времени с переходом между системами отсчета и сокращения длины при движении. Единственной ее проблемой было то, что специальная теория относительности Эйнштейна (1905) давала абсолютно те же результаты с математической точки зрения, но без костыля в виде эфира. Все, дальше в тред вошла бритва Оккама, специальная теория относительности была принята физиками мира очень быстро, а эфир выкинут на помойку.
