1.1. От атомистики до квантовой физики
Ещё в античные времена древнегреческие ученые Демокрит, Эпикур и Лукреций стремились дать понятийное осмысление окружающего их физического мира. Именно они ввели в обиход понятие пустого пространства и считали, что оно однородное и бесконечное. Время они представляли как субъективное ощущение действительности. Затем эту концепцию развил английский ученый Ньютон. Согласно его воззрениям пространство есть пустое «вместилище тел», оно неподвижное, непрерывное, однородное и изотропное во всех направления. Пространство бесконечное и проницаемое. Оно не воздействует на материю и само не подвергается воздействию со стороны материи и обладает тремя измерениями. Время абсолютно, его течение одинаково во всех инерциальных системах. Концепция пространства и времени Ньютона господствовала в естествознании на протяжении XVII – XIX веков и соответствовала науке того времени.
В конце XIX – начале XX веков научное представление о материи и пространстве претерпело глубокое изменение. В физическую картину мира было введено понятие поля как особой формы материи. В соответствии с этой концепцией все тела – это системы заряженных частиц, связанных между собой полем. Действия от одной частицы к другой передаются с конечной скоростью – скоростью света. При этом поле считалось как состояние эфира. Эфир же представлялся как абсолютно неподвижная среда, заполняющее мировое пространство. Затем в эту концепцию, немецкий ученый Лоренц внес преобразования. Согласно этим концепциям, при движении тел с около светскими скоростями, происходят изменения пространственных и временных свойств тел. Это приводит к сокращению длины тела в направлении их движения и замедлению происходящих в них физических процессов. Опираясь на эти преобразования, другой немецкий ученый Эйнштейн разработал Специальную теорию относительности, основанную на предельности скорости света и равноправности всех инерциальных систем отсчёта. Согласно этой теории пространство и время являются не абсолютными, а относительными величинами. Этими положениями своей теории Эйнштейн поставил окончательную точку в спорах ученых о физической сущности эфира. Понятие эфира потеряло всякий смысл, все что раньше считалось свойствами эфира сделалось кинематикой СТО, и все физические поля теперь рассматривались не как процессы, проходящие в эфире, а как физические объекты особого состояния материи. Следует отметить, что не все ученые разделяли и разделяют до сих пор эту точку зрения. Часть ученых продолжала и продолжает поддерживать концепцию светоносного эфира, да и сам Эйнштейн при создании обшей теории относительности вновь использовал термин эфира, однако, под этим термином уже понимал физическое пространство. Другие ученые, например, Ломоносов под эфиром подразумевал некую « тяготи тельную материю», которая заполняет все мировое пространство и сообщает всем телам силу тяготения, а Уиттекер предлагал подразумевать под термином эфир – вакуум. Бураго считает, что вся Вселенная заполнена эфирным газом и все тела поглощают эфир, который затем преобразуется в материю. Российским ученым Надеевым разработана эфиромеханическая теория эфира, где эфир представлен в четырех основных формах: звездной плазмы, вещества, физического вакуума и высвобожденного эфира
В настоящее время господствует точка зрения, что пространство заполнено «физическим вакуумом», наделенным физическими свойствами. И главный смысл этих утверждений заключается в том, что он присутствует всюду, пронизывая все пространство и материю. Даже внутри твердого массивного тела вакуумного пространства неизмеримо больше, чем вещества. Общепринято считать, что у физического вакуума самая высокая плотность энергии и он является неисчерпаемым резервуаром экологически чистой энергии. По расчетам Дж. Уиллера «в вакууме, заключенном в объеме обыкновенной электрической лампочки, энергии такое количество, что ее хватило бы, чтобы вскипятить все океаны на Земле». Но, несмотря на колоссальные запасы энергии в вакууме доступ к ней вследствие его высокой симметрии очень затруднителен.
По современным представлениям ученых в вакууме беспрестанно образуются и исчезают пары частиц—античастиц: электрон—позитрон, протон антипротон и другие пары частиц – античастиц. Он буквально наполнен. появляющимися и исчезающими частицами. Но в определенных условиях виртуальные частицы становятся реальными. Так, например, если сумма энергий столкнувшихся фотонов будет равной или чуть большей 1,02 МэВ, то в результате столкновения может появиться пара электрон – позитрон, а если в результате столкновения объем энергии возрастет до 1,876 КэВ, то можно ожидать рождение пары протон – антипротон.
