VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Эфир, или элемент, которого нет

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Майер Ю.А. 1

---

1МОУ СОШ №1

Заидова М.А. 1

---

1МОУ СОШ №1

Работа в формате PDF

395.6 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

О сложности химических элементов и об электронах — это понятно современному человеку, но мировой эфир? Сейчас не многие знают, что эта идея отброшена наукой, а большинство даже не подозревает о его существовании. Поэтому, наверное, одна из последних работ Менделеева очень редко комментируется, практически нигде не упоминается да её вообще трудно найти. Во многих научных и учебных библиотеках в многотомных «Сочинениях» Д. И. Менделеева отсутствует том 2, где находится глава «Попытка химического понимания мирового эфира». Иногда даже создаётся впечатление, что как-то стыдливо стараются вымарать эту «курьёзную» работу из наследия учёного. Похоже, многие снисходительно думают, что великий Менделеев на старости лет, возможно, превысил уровень своей компетентности.

Тема нашего исследования: "Эфир, или элемент, которого нет".

Актуальность заключается в потребности знания о данном элементе, для полного восприятия действительности. Также 2019 является международным годом периодической таблицы Менделеева.

Объект исследования: теория о мировом эфире Менделеева и Эйнштейна

Предмет исследования: знания учеников о теории Менделеева Эйнштейна

Цель исследования: объяснить, почему эфир - это не инертный газ, на примере сравнения химических и физических свойствах аргона и эфира, основываясь на характеристиках эфира, данную Менделеевым и другими учеными

Исходя из цели и предмета исследования, мы определили следующие задачи работы:

1) изучить теоретический материал по проблеме исследования;

2) самостоятельно сравнить выше предложенные таблицы;

3) провести анкетирование среди учащихся МОУ СОШ №1

4) сравнить физические и химические свойства эфира

Гипотеза исследования: мы предлагаем, что эфир не отнесли в группу инертных газов, основываясь на отличие их свойств.

Научная новизна исследования заключается в самостоятельном сравнении первоначальной и современной таблиц.

Методы исследования: анализ, обобщение, сравнение, опрос.

Практическая значимость исследования заключается в возможности использования материалов на внеурочных занятиях по химии и учащимися, изучающих химию углубленно.

Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложения.

Глава I. Теоретическая часть исследования. Теории об эфире

§1. Теория о мировом эфире Менделеева

В древности философы предполагали, что везде и всюду существует некое вещество, из которого всё состоит, и в котором мы живём и которое не можем ощущать. Рене Декарт (1596-1650) стал первым, кто заговорил об эфире, как о научном феномене. Позже учёные, изучавшие свет, убедились, что он является своего рода волной. Но ведь волна должна в чём-то распространяться, нужна некая среда, в которой могут “плыть” микрочастицы света - фотоны. В XIX веке научный мир с каждым новым опытом, в котором проявлялась эта неведомая окружающая среда, всё более утверждался во мнении, что-то невидимое, неосязаемое, неощущаемое, невообразимое, всепроникающее нечто, очень тонкая материя действительно существует.

Возможно, не все знают, что оригинальная Таблица элементов Д. И. Менделеева содержала в самом начале, то есть в нулевом ряду нулевой группы «химический элемент Ньютоний», который, как пишет сам создатель Таблицы, «... по моему разумению, можно считать эфиром». Такое решение Д. И. Менделеев объяснил следующим образом: «... понимания эфира нельзя достичь, игнорируя его химизм и не считая его элементарным веществом». Однако спустя год после смерти Д. И. Менделеева этот «элемент» был изъят, а сама Таблица приняла вид, близкий к её современной форме. На протяжении последующих ста лет на это никто не обращал внимания, но вот в самое последнее время вдруг стали раздаваться голоса с обвинениями в «фальсификации истинной таблицы», во «лжи и подставе», в «сокрытии концептуальных знаний». (Приложение 1)

Д. И. Менделеев назвал последний вариант своей Таблицы не окончательным, а лишь попыткой осознания роли эфира;

Таблица содержит элементы, поэтому их объединение с мировой материальной средой недопустимо в виду несопоставимости оснований для их классификации;

Химические элементы принадлежат к 3D-материи, а частица эфира (амер) относится к 4D-материи, таким образом, и по этой причине они не могут иметь между собой ничего общего.

Для полноты картины следует упомянуть также современный оригинальный подход к разработке «Симметричной квантовой периодической системы нейтральных атомов», в которую кроме уже известных химических элементов включены эфир и свободный нейтрон. При разработке новой периодической системы была использована предложенная её автором так называемая «колебательная модель нейтрального атома».

К сожалению, в названной работе не раскрыта авторская модель частицы эфира, что, не способствует уяснению взгляда автора на эфир как «среду, которая находится между атомными ядрами», то есть, не затрагивает внутреннюю структуру субъядерных частиц.

Хотя эфир с полным основанием можно считать материальной средой, его частица не является атомом эфирной материи, поскольку не содержит ядра. По этой причине правомерность помещения четырёхмерного амера в одну таблицу с трёхмерными атомами физической материи вызывает большие сомнения. Аналогичные доводы могут быть выдвинуты и против обособления «свободного нейтрона». [3; 36]

Дмитрий Иванович Менделеев зашёл в тему эфира со стороны химии. В своей работе "Попытка химического понимания мирового эфира" великий русский химик описывает ход своих мыслей по созданию химических элементов частиц эфира. 

Учёный пишет в своём труде, что “эфир - это легчайший газ, обладающий высокою степенью проницаемости”, “его частицы имеют относительно малый вес и обладают высшею, чем для каких-либо иных газов, скоростью своего поступательного движения”. Поэтому, учёный выделил эфир в отдельную - нулевую - колонку в своей таблице химических элементов (позже, после смерти Дмитрия Ивановича, эта таблица была обрезана как раз в этом месте).  (Приложение 1)

Итак, Дмитрий Иванович разработал в рамках своей гипотезы два химических элемента, под которыми он подразумевал такое явление, как эфирное вещество. Первый вариант - “короний” (или “Y”) - он поместил в первый ряд нулевой группы. Второй вариант - “ньютоний” (или “X”) - химик вывел совершенно отдельно и поставил в нулевой ряд и нулевую группу.  

“ЗАДАЧУ ТЯГОТЕНИЯ И ЗАДАЧИ ВСЕЙ ЭНЕРГЕТИКИ НЕЛЬЗЯ ПРЕДСТАВИТЬ реально решёнными БЕЗ РЕАЛЬНОГО ПОНИМАНИЯ ЭФИРА, как мировой среды, передающей энергию на расстояниях”, - заключает великий русский учёный.  [1; 58]

§2. Теория о мировом эфире Эйнштейна

Альберт Эйнштейн в своей работе «Ather und Relativitatstheorie» (1920) писал: «… ближайшее рассмотрение убеждает, что специальная теория относительности не должна отрицать существование эфира. Необходимо признать, что эфир существует, но не следует наделять его определенными состояниями движения. Для этого необходимо его избавить от механического признака, который достался ему от Лоренца. После этого можно считать, что общая теория относительности позволяет воспринимать существование эфира. Давайте попробуем изучить данный вопрос на одном, хотя и не удачном примере.

Представьте мысленно себе волны на поверхности водяной глади. Такое явление можно рассматривать в двух ракурсах. Во-первых, можно рассмотреть, как с течением времени меняется волна, которая разделяет воздушное и водное пространство. Во втором случае, можно рассмотреть пример, в котором используются небольшие плавающие объекты, при этом исследовать, как происходит изменение с течением времени положение отдельных частиц воды. Для этого необходимо отказаться от понятия плавающих тел, что поможет качественно исследовать движение частиц воды. Это позволит нам сконцентрировать внимание на изменениях во времени пространственного положения воды. С таким подходом мы избавляемся от основания предполагать, что вода состоит из подвижных частиц. Также правомерно мы можем считать воду непрерывной средой.

Что-то подобное данному примеру существует и в электрическом поле. В физике принято представлять любое поле в виде линий. Если мы смотрим на данные линии, как на материальный объект, то можно мысленно нарисовать себе картину движения этих самых силовых линий. Это позволит изучить поведение каждой линии в отдельности в соответствии с временем. Но как показала практика, такой способ приведет к образованию противоречий.

Если обобщить, то можно сказать, что путем расширения понятия физического объекта можно описать такие объекты, к которым не применимо понятие движения. Такие объекты не состоят из отдельных частиц, которые можно исследовать во времени. Если вспомнить высказывание Минковского, то не всякое образование способно заполнить четырехмерное пространство и которое можно представить из мировых линий. Специальная теория относительности исключает эфир, как вещество, состоящее из отдельных частиц, поведение которых можно изучать во времени. Но теория существования эфира не является противоречивой относительно специальной теории относительности. Основным условием восприятия теории эфира в сочетании со специальной теорией относительности является то, что эфиру не следует приписывать состояние движения.

Исходя из вышеперечисленных доводов, с точки зрения специальной теории относительности гипотеза эфира лишена содержания. Поэтому если рассматривать уравнения электромагнитного поля то, кроме плотности электрических зарядов, можно говорить о напряжённости поля. Электромагнитные явления в пустоте описываются в уравнениях законами, которые определяются другими физическими величинами. Электромагнитное поле это несводимая к чему-либо реальность, которая не нуждается в создании новых постулатов в отношении существования однородного изотопного эфира, что приведет к определению поля, как состояния данного эфира.

Если смотреть с другой стороны, то можно привести некоторые аргументы в пользу гипотезы об эфире. Отрицание эфира – это, в конечном счете, принятие, так как пустое пространство не может иметь никаких физических свойств. С такой трактовкой не соглашаются основные факты механики.

Принято считать, что эфир является специфической средой, которая лишена всех механических и кинетических свойств, но одновременно определяющая механические и электромагнитные процессы.

На сегодняшний день не известно, какую роль сыграет новый эфир в картине мира. Нам известно, что он определяет метрические соотношения в пространственно-временном континууме, к примеру, способен определять конфигурации твердых тел или же разные гравитационные поля, но нам не известно участвует ли эфир в построении элементарных электрических частиц, которые образуют материю. Также нам не известно существует структурное отличие эфира общей теории относительности от структуры эфира Лоренца вблизи весомых масс и возможно ли применять эвклидову геометрию к пространственным объектам космических масштабов. Но мы можем, опираясь на уравнения тяготения теории относительности, с уверенностью утверждать, что в космическом пространстве существуют отклонения от евклидовой геометрии, в том случае, когда во Вселенной хотя бы малая доля положительной плотности материи. Поэтому мир должен иметь замкнутое пространство, которое определяет величина, что упомянутая выше средней плотности.

Если рассматривать через гипотезу о существовании эфира гравитационные и электромагнитные поля, то можно заметить принципиальную разницу между ними. Не существует пространства или части пространства без потенциала тяготения, так как они способны сообщать метрические свойства и без них пространство теряет смысл. Пространство немыслимо без гравитационного поля. Без электромагнитного поля можно представить часть пространства, так как оно имеет вторичную связь с эфиром. Природа электромагнитного поля не имеет особой связи с природой эфира поля тяготения. Из этого следует, что электромагнитное поле в отличии от гравитационного поля определяется иной формальной причиной, как будто природа наделила гравитационный эфир полями другого типа – скалярными.

Согласно современной трактовке воззрения, элементарные частицы материи представляют собой сгустки электромагнитного поля, что приводит к формированию совершено новой картины мира с различными по содержанию реальностями, которые связаны между собой причинно – существованием гравитационного эфира и электромагнитного поля. Такой тандем можно назвать сочетанием пространства и материи.

Общая теория относительности наделяет пространство физическими свойствами, что не может привести к отрицанию существования эфира. Если рассматривать общую теорию относительности, то пространство не возможно без эфира. В утверждении обратного пространство не сможет распространять свет, при этом будет отсутствовать масштабы и время, а также пространственно-временные расстояния, как физические явления. При этом эфир нельзя рассматривать, как состоящий из прослеживаемых во временном диапазоне частей. Такими свойствами может обладать только весомая материя, эфир должен быть недвижим. [2; 55]

Глава II. Практическая часть исследования.

§1. Сравнение и анализ первоначальной и современной таблиц Менделеева

В §1 второй главы мы сравнили первоначальную и современную таблицы Менделеева.

Во-первых, изначальная таблица великого ученого (1869) включала в себя 63 элемента, остальные элементы были внесены по мере их открытия. Неоткрытые в тот момент элементы были обозначены прочерками

Во-вторых, в изначальной таблице располагались нулевой период и нулевая группа, где находился Ньютоний (мировой эфир). Так же существовал Короний, расположенный в первом периоде нулевой группы.

Третье, самое главное различие в том, что Д. И. Менделеев предложил формулировку, по которой свойства элементов имеют периодическую зависимость от показателей их атомного веса. А современные ученые применяют формулировку, по которой свойства элементов имеют периодическую зависимость от заряда ядер их атомов. (Причина этого кроется в том, что на момент открытия Менделеева было не известно строение атома)

Сходство этих таблиц заключается в том, что обе концепции предполагают периодическую зависимость свойств элементов и образуемых ими соединений от неких факторов.

Но почему в исходную таблицу русского ученого были внесены столь серьезные правки? Мы можем только догадываться.

§2. Результаты анкетирования учащихся МОУ СОШ №1 на знание об эфире как элементе

Во §2 мы сравнили результаты опроса учащихся МОУ СОШ №1. Опрос проводился между учащимися 8-х и 10-х классов. Анкета состояла из 6 вопросов:

Что вам известно о научной деятельности Д. И. Менделеева:

Какой учебник по химии был написан Д.И. Менделеевым?

Что вы знаете о мировом эфире Менделеева?

Был ли эфир в таблице Д. И. Менделеева изначально?

Если вам скажут: «Частицы Эфира формируют атомы, молекулы, ядра, электроны и т.д., но в химических реакциях не участвуют», ваше представление о мире изменится?

Как вы думаете, нужно ли знать об Эфире как об элементе для изучения химии?

§3. Сравнение химических и физических свойств эфира

В §3 второй главы мы, решили сравнить физические и химические свойства аргона и эфира.

Физические свойства эфира:

Высокая проникающая способность - эфир может проникать сквозь толщи любого вещества.

Сверхтекучесть - движение эфира происходит почти с нулевой потерей энергии на трение;

Поглощаемость - материальные тела способны поглощать эфир в состав своих атомов;

Разрушительность - при движении материального тела относительно эфира с высокой скоростью, эфир способен разрушить это материальное тело.

Магнетизм - как во всякой упругой среде, в эфире могут образовываться различного рода волны и вихри. Будем полагать, что электромагнитные явления есть проявления такого рода движений.

Физические свойства аргона:

В 1,38 раз тяжелее воздуха

Без цвета и запаха

Малая температура плавления и кипения

Малая растворимость в воде

Химические свойства газов одинаковы:

Данные газы не вступают в химические реакции с другими веществами

Вывод: сравнив выше приведенные газы, мы еще раз убедились, что эфир, это нечто иное, чем инертный газ. Их химические свойства одинаковы, а физические различны, это объясняет, почему Д. И. Менделеев поместил эфир в отдельное место

Заключения и выводы

В ходе исследования мы пришли к следующим выводам:

Учащиеся МОУ СОШ №1 знают о Д. И. Менделееве как о личности и о том, что он является автором «Периодической системы химических элементов», но практически никто из учащихся не знает об одном из важнейших трудов Д. И. Менделеева «Попытка химического понимания мирового эфира».

В 1907 году Ньютоний и Короний были упразднены из таблицы Д. И. Менделеева. Но узнать истинную причину данного факта нам не удалось. Что же это? Научно опровергнутая гипотеза или утаенная правда, за которой кроется нечто большее. На данный момент эти вопросы остаются открытыми.

Последнее время современные ученые очень часто обращаются к трудам своих предшественников и все больше сомневаются в правильности принятого решения об упразднении Ньютония из таблицы

Сравнив газы аргон и эфир мы нашли подтверждение словам многих великих ученых о том, что эфир это нечто иное, чем инертный газ.

Мы систематизировали и обобщили материал об ученых, затрагивающих тему эфира в своих работах, самостоятельно составили сборник «Великие ученые и их мнение о мировом эфире», который можно применять для общего ознакомления с темой мирового эфира.

Таким образом, гипотеза о том, то эфир не отнесли в группу инертных газов, основываясь на отличие их свойств, доказана. Цель работы достигнута.

Список литературы

«Великие химики» К. Манолов // 2 том // издательство «МИР» [1; 58]

«История эфира» Терентьев М. В. [2; 55]

«Мировой эфир Д. И. Менделеева и его место в периодической системе» Махов Б.Ф. [3; 36]

"История теории эфира и электричества" Уиттекер Э. [4; 16]

Приложение 1