1.2. Недостатки известных гипотез, моделей и теорий эфира

        Несмотря на обилие и разнообразие различных гипотез, моделей и теорий эфира, их авторам не удалось создать сколько-нибудь законченную и непротиворечивую картину мира, охватывающую хотя бы основные формы вещества и виды взаимодействий. Всем этим гипотезам, моделям и теориям свойственны те или иные принципиальные недостатки, не позволяющие им развиваться в должной мере.
        Основных недостатков было три. Все гипотезы, модели и теории эфира, начиная от самых первых и кончая последними, рассматривали определенный узкий круг явления, не затрагивая остальных.
        Модели Декарта и Ньютона, естественно, никак не могли учесть электромагнитных явлений, тем более внутриатомных взаимодействий. В работах Фарадея, Максвелла, Лоренца, Герца и других исследователей не учитывалась гравитация и не рассматривались вопросы строения вещества. В своих работах Стоке и Френель пытались объяснить фактически лишь явления аберрации. В механических моделях Навье, Мак-Куллаха и далее В.Томсона и Дж. Томсона рассматриваются главным образом круг электромагнитных явлений, правда, В. Томсон и Дж. Томсон пытались все же в какой-то степени проникнуть в суть строения вещества.
        Таким образом, ни одна теория эфира не пыталась дать ответ, по существу, и на основные вопросы строения вещества, и на основные виды взаимодействий, тем самым оторвав их друг от друга.
        Вторым крупным недостатком практически всех без исключения теорий и моделей эфира, кроме модели Ньютона, является то, что эфир рассматривался как сплошная среда. Кроме того, большинством авторов эфир рассматривался как идеальная жидкость или идеально твердое тело. Такая метафизическая идеализация свойств эфира, допустимая для одних физических условий или явлений, распространялась автоматически на все мыслимые физические условия и явления, что неминуемо вело к противоречиям.
        Третьим недостатком многих теорий, кроме последних — В. Томсона и Дж. Томсона, является отрыв материи вещества атомов и частиц от материи эфира. Эфир выступает как самостоятельная субстанция совершенно непонятным образом воспринимающая энергию от частиц вещества и передающая энергию частицам вещества, В работах Френеля и Лоренца фактически три независимые субстанции: вещество, не зависящее от эфира; эфир, свободно проникающий сквозь вещество, и свет, непонятным образом создаваемый веществом, передаваемый веществом эфиру и вновь воспринимаемый веществом совершенно без какого бы то ни было раскрытия механизма всех этих передач и превращений.
        Хотя авторами перечисленных выше гипотез, моделей и теорий сам факт существования среды — переносчика энергии взаимодействий и основы строения вещества утверждался правильно, перечисленные недостатки сделали практически невозможным использование этих теорий и их развитие в рамках исходных предпосылок.
        Специальная теория относительности (СТО) Эйнштейна в отличие от общей теории относительности принципиально отвергла эфир. К этой мысли Эйнштейн пришел на основе сопоставления результатов экспериментов Физо (1851 г.) [86] и Майкельсона (1881 и 1587 гг.) [87], [88], поскольку введение эфира препятствовало принципу относительности пространства — времени.
        Как известно, в результате проведения эксперимента Физо нашел, что свет частично увлекается движущейся средой (водой). В результате же экспериментов по обнаружению эфирного ветра, проведенных в 1881 г. Майкельсоном и в 1887 г. Майкельсоном и Морли, оказалось, что, по крайней мере, на поверхности Земли эфирный ветер отсутствует. Это находилось в противоречии с теорией Лоренца об абсолютно неподвижном эфире.
        В работе "Принцип относительности и его следствия" (1910 г.) [81] Эйнштейн приходит к выводу о том, что частичное увлечение света Движущейся жидкостью (эксперимент Физо) "отвергает гипотезу полного увлечения эфира. Следовательно, остаются две возможности:
        1) эфир полностью неподвижен, т.е. он не принимает абсолютно никакого участия в движении материи;
        2) эфир увлекается движущейся материей, но он движется со скоростью, отличной от скорости движения материи.
        Развитие второй гипотезы требует введения каких-либо предположений относительно связи между эфиром и движущейся материей. Первая же возможность очень проста, и для ее развития на основе теории Максвелла не требуется никакой дополнительной гипотезы, могущей осложнить основы теории".
        Указав далее, что теория Лоренца о неподвижном эфире не подтверждается результатами эксперимента и, таким образом, налицо противоречие, Эйнштейн сделал вывод о необходимости отказаться от среды, заполняющей мировое пространство.
        Отказ от среды дал автору специальной теории относительности возможность сформулировать два постулата, на которых базируется СТО — постулат о невозможности каким-либо физическим экспериментом, проводимым внутри лаборатории (системы отсчета), установить, находится эта лаборатория в покое или движется равномерно и прямолинейно, и постулат о независимости скорости распространения света в вакууме, отождествляемом с пустотой, от движения источника света и одинаковости ее во всех направлениях. Следствием второго постулата является утверждение постоянства скорости света любой инерциальной системе.
        Легко видеть, что наличие эфира не позволило бы сформулировать ни первый, ни второй постулаты, так как если эфир всепроникающий, то внутри лаборатории должен наблюдаться эфирный ветер, следовательно, появляется возможность определить факт движения лаборатории путем измерения скорости эфирного ветра; наличие эфира заставляет поставить вопрос и о переходном процессе, имеющем место при генерации света источником, а также и о величине скорости света относительно источника в момент выхода из источника в непосредственной от источника близости, о скорости света относительно эфира, смещении эфира относительно источника и некоторые другие вопросы. Ответ на все эти вопросы вряд ли оставил бы почву для формулирования второго постулата.
        Не разбирая детально всех обстоятельств, связанных с критике постулатов СТО и с так называемыми "экспериментальными подтверждениями" специальной теории относительности, отметим лишь, что в 1887 г. Майкельсон предложил продолжить работы по обнаружению эфирного ветра Е. Морли и Д.К. Миллеру. В 1905 г. были получены первые положительные результаты [89]. Далее работы были продолжены Миллером, который, потратив на проведение экспериментов около сорока лет, завершил их в 1925 г. Миллер обнаружил эфирный ветер, который на уровне Земли действительно был близок к нулю, но увеличивался с ростом высоты. В частности, при подъеме на высоту около 250 м над уровнем моря скорость эфирного ветра оказалась равной 3 км/с, а на высоте 1860 м — около 10 км/с. Таким образом, Миллеру удалось показать, что имеет место захват эфира Землей, образование пограничного слоя, скорости в котором меняются по мере удаления от поверхности Земли.
        Результаты работ Миллера были опубликованы [89—92] и обсуждены на специальной конференции в 1927 г. [93]. Присутствовавшие на конференции Лоренц и Майкельсон отнеслись положительно к результатам, полученным Миллером.
        Нужно отметить, что Миллер провел громадную работу, много лет совершенствуя интерферометр и отстраиваясь от возможных помех. Им также с помощью сотрудников выполнено огромное количество отсчетов, в частности только в 1925 г. более ста тысяч.
        В 1929 г. Майкельсоном были повторены эксперименты по обнаружению эфирного ветра, на этот раз вполне успешно закончившиеся [94]: на высоте 1860 м им была получена скорость 6 км/с.
        Работы аналогичного направления были позже повторены несколькими исследователями. На той же конференции Р.Дж. Кеннеди сообщил, что после того, как Миллер опубликовал свои результаты в 1925 г., им, Кеннеди, был придуман и разработан другой прибор, болee простой, но обладающий, по его мнению, чрезвычайно высокой чувствительностыо. Эта чувствительность составляла 0,001 интерференционной полосы (хотя размытость краев интерференционных полос составляет 10—20 % значения самой полосы). К началу 1927 г. прибор был отлажен и все эксперименты уже были проведены. Никаких результатов Кеннеди не получил, о чем и доложил на конференции, что было им истолковано не как непригодность его прибора, а как отсутствие в природе эфирного ветра, хотя правильнее было бы поставить под сомнение добросовестность и корректность проведенного эксперимента. Были и другие аналогичные попытки, например подъем интерферометра на стратостате над Брюсселем в 1926 г. Результаты в этом случае были неопределенными [95]. И здесь авторы не затратили должного времени на отладку и доводку прибора, не говоря уже о том, что отладить такой прибор можно было лишь на поверхности Земли, где эфирный ветер почти отсутствует.
        Таким образом, нет оснований считать "твердо установленным" отсутствие в природе эфира на основании результатов экспериментов, проведенных в 1881 и 1887 гг. Наоборот, работы Миллера определенно говорят в пользу существования эфира, а неопределенность кратковременных проверок другими авторами можно, скорее, отнести к нетщательной подготовке экспериментов, чем к каким-либо доказательствам. Интересно отметить, что Миллером получено направление эфирного ветра, не совпадающее с ожидаемым в плоскости орбиты Земли вокруг Солнца. Его результаты отражают движение Земли вместе с Солнцем и Галактикой в мировом пространстве и движение эфирных потоков внутри Галактики.
        В 1929-1933 гг. Майкельсоном и его сотрудниками (Майкельсон умер в 1931 г.) был поставлен эксперимент в частичном вакууме. Скорость света измерялась в железной трубе длиной 1600, диаметром 1 м, расположенной на Маунт Вилсон. Воздух из трубы был откачан. Влияния эфирного ветра обнаружено не было, что и неудивительно, поскольку металлы обладают особенно высоким эфиродинамическим сопротивлением. С таким же успехом можно пытаться измерить воздушный ветер, дующий на улице, прибором, расположенным в закупоренной комнате.
        В 1958-1962 гг. группа американского исследователя Таунса, изобретателя мазера, пыталась измерить эфирный ветер с помощью мазеров. Предполагалось, что эфирный ветер должен, ускоряя свет, изменять частоту принимаемого излучения. Эффекта получено не было, что позволило авторам объявить об отсутствии эфирного ветра в природе.
        Указанный эксперимент содержал две грубейшие ошибки. Во-первых, эксперимент проводился на уровне моря, где эфирный ветер может отсутствовать. Во-вторых, эфирный ветер мог бы изменить фазу сигнала, но никак нечего частоту. Доплеровский эффект у взаимно неподвижных источника колебаний (мазера) и приемника (интерференционная картинка) всегда и принципиально равен нулю. В [97] описан данный эксперимент и поставлен вопрос о необходимости возврата к вопросу о существовании в природе "эфирного ветра".
        Игнорирование эфира сторонниками теории "дальнодействия" может сегодня привести лишь к непоправимой абсолютизации уже полученных формульных зависимостей. Следование такой позиции приципиально снимает вопрос о возможности какого бы то ни было уточнения фундаментальных законов, что в принципе неверно, поскольку любые формулы лишь приближенно отражают реальную действитеность.
        Таким образом, к вопросу о существовании эфира, его роли и структуре необходимо вернуться вновь [96—98].
        В работах [19-21, 74, 75, 79, 97, 98, 100-104] приведены обзоры по истории развития эфирных концепций и современных взглядов на природу "физического вакуума".