エーテル

古代および中世の科学によると、エーテル (/ˈiːθər/、別の綴りには æther、aither、および ether が含まれます) は、第 5 の要素または真髄としても知られており、地球圏を超えて宇宙の領域を満たす物質です。[1 ]エーテルの概念は、光や重力の移動など、いくつかの自然現象を説明するためにいくつかの理論で使用されました。 19世紀後半、物理学者はエーテルが空間全体に浸透し、光が真空中を移動できる媒体を提供すると仮定したが、そのような媒体の存在の証拠はマイケルソン・モーリーの実験では発見されず、この結果はそのような発光性エーテルが存在しないことを意味すると解釈されてきた[2]。

コンテンツ

1 神話の起源

2 五番目の要素

3 クインテッセンス

4 レガシー

4.1 エーテルと光

4.2 エーテルと重力

5 こちらもご覧ください

6 参考文献

神話の起源

主な記事: エーテル (神話)

参照: エンペリアン

αἰθήρ (aithḗr) という単語は、ホメリック ギリシャ語で「純粋で新鮮な空気」または「澄んだ空」を意味します。ギリシャ神話では、人間が呼吸する空気と同様に、神々が呼吸し、彼らが住んでいた空間を満たす純粋なエッセンスであると考えられていました.それはまた、伝統的なギリシア神話においてエレバスとニクスの息子である神、イーサーとして擬人化されている[5]。 Aether は αἴθω 「焼却する」[6] および自動詞「燃やす、輝かせる」に関連している (関連する名前は Aithiopes (エチオピア人; Aethiopia を参照)、「焼けた (黒い) 顔を持つ人々」を意味する) [7]。 ][8]

五番目の要素

宇宙の中世の概念。最も内側の球体は地球の球体であり、外側の球体はエーテルでできており、天体を含んでいます。

プラトンの『ティマイオス』(58d) で空気について語っている中で、プラトンは「エーテル (αἰθήρ) という名前で呼ばれる最も半透明な種類がある」と述べていますが [9]、それ以外は古典的な 4 つの要素のシステムを採用しました。アカデミーでプラトンの生徒だったアリストテレスは、この点で彼のかつての指導者に同意し、さらに、火は時々エーテルと間違えられることを強調した.しかし、彼の著書『天国』では、イオニア哲学の古典的要素のシステムに新しい「最初の」要素を導入した。彼は、4 つの地上の古典的な要素が変化する可能性があり、自然に直線的に移動していることに注目しました。しかし、天界と天体に位置する最初の要素は円を描くように動き、地上の古典的な要素が持っていた性質をまったく持っていませんでした。暑くも寒くもなく、濡れても乾いてもいなかった。この追加により、要素のシステムは5つに拡張され、後の解説者は新しい最初のものを5番目と呼び始め、アリストテレスが使用していなかった言葉であるエーテルとも呼んだ.

エーテルは地上の 4 つの要素とは異なります。質の動きも量の動きもできませんでした。エーテルは局所的な動きしかできませんでした。エーテルは自然に円を描くように動き、逆の、または不自然な動きはありませんでした。アリストテレスは、エーテルでできた天球が星と惑星を保持していることにも注目しました。自然な円運動で動くエーテル球の考えは、アリストテレスが観測された星や惑星の完全な円運動の軌道の説明につながった[1][11]。

中世の学問的哲学者は、惑星の本体が宇宙の残りの部分を満たしている媒体よりも密度が高いと考えられていた密度のエーテル変化を認めた[12]。ロバート・フラッドは、エーテルは「光よりも微妙」であると述べました。フラッドは、3 世紀のプロティノスの見解を引用しており、エーテルは浸透性があり非物質的であると見なしている

特殊相対性理論 [25]

エーテルと重力

ヤコブ・ベルヌーイ、De gravitation aetheris、1683

1682年、ヤコブ・ベルヌーイは、物体の硬さがエーテルの圧力に依存するという理論を定式化した[26]。エーテルは、重力とその原因を説明するための媒体として、さまざまな重力理論で使用されてきました。

クインテッセンス

様式化されたは、真髄のシンボルとして使用されることがあります.[要出典]

アイザック・ニュートンの作品における真髄の象徴。

Torbern Bergman (ca. 1775) の作品におけるエーテルのシンボル

クインテッセンス は、中世の錬金術師が天体を構成すると考えられていたものと類似または同一の媒体として使用した 5 番目の要素のラテン語名です。地球圏では真髄がほとんど存在しないことが注目されました。真髄の存在が少ないため、地球は天体の中で起こっていることの影響を受ける可能性があります.この理論は、14 世紀のテキスト The testament of Lullius で展開され、Ramon Llull によるものである [要出典]。クインテッセンスの使用は、中世の錬金術で人気を博しました。クインテッセンスは、金属を表す 2 つの化学元素に加えて、4 つの古典的な要素とエーテル、またはクインテッセンスで構成される中世の元素システムに由来します。これには、金属特性の理想化された原理が含まれていました。

この元素システムはヨーロッパ全土に急速に広がり、特に薬用錬金術において錬金術師の間で人気を博しました。その後、薬用錬金術は真髄を分離し、それを薬やエリキシル剤に組み込むことを目指しました[15]。クインテッセンスの純粋で天国的な品質のために、摂取することで不純物や病気を取り除くことができると考えられていました. 15 世紀の大陸のテキストの英訳であるクインテッセンスの書では、クインテッセンスは多くの人間の病気の薬として使用されていました。真髄を生み出すために与えられたプロセスは、アルコールを 7 回蒸留することです [16]。何年にもわたって、真髄という用語は、万能薬、薬用錬金術、および賢者の石自体と同義語になりました.

遺産

主な記事: エーテル理論

18世紀の物理学の発展に伴い、「エーテル理論」として知られる物理モデルは、電磁力と重力の伝播を説明するために同様の概念を利用しました.早くも 1670 年代に、ニュートンは観測を彼の物理学の厳密な機械的規則に一致させるのを助けるためにエーテルの考えを使用した. .特殊相対性理論の発展により、マクスウェルの方程式はこれらの力の伝達にエーテルを必要としないことが示されたため、これらのエーテル理論は科学的に時代遅れであると考えられています。アインシュタインは、これらの理論に取って代わった彼自身のモデルは、それ自体がエーテルと考えられる可能性があると指摘しました。これは、オブジェクト間の空のスペースが独自の物理的特性を持っていることを意味していたためです.[20]

初期の現代のエーテルモデルは一般相対性理論に取って代わられているにもかかわらず、現在の物理モデルの認識されている欠陥に対処するために、一部の物理学者がエーテルの概念を再導入しようとすることがあります. [21]提案された暗黒エネルギーのモデルの 1 つは、古典的な要素に敬意を表して、その支持者によって「真髄」と名付けられました [22]。この考えは、加速する宇宙の観測の説明として仮定された暗黒エネルギーの仮説的な形に関連しています。第5の基本力とも呼ばれています。

エーテルと光

主な記事: 光るエーテル

光の運動は、20 世紀以前の何百年もの間、物理学における長年の研究でした。この動きを説明するためにエーテルを使用することは、17 世紀から 18 世紀にかけて人気があり、1736 年にフランス アカデミーの賞を受賞したヨハン 2 世ベルヌーイによって提案された理論が含まれていました。彼の理論では、すべての空間は「過度に小さな渦」を含むエーテルによって浸透されています。これらの渦巻きは、エーテルが特定の弾力性を持つことを可能にし、粒子状の光のパケットが通過する際に振動を伝達します. [23]

この発光性エーテルの理論は、Christian Huygens によって提唱された光の波動理論に影響を与えることになりました。この理論では、光は「エーテルと呼ばれる密度がゼロの偏在する完全に弾性のある媒体」を介して縦波の形で移動しました。当時、光が真空中を伝わるためには、空気中の音やプールのさざなみのように、光が伝搬できる空隙を満たす媒体がなければならないと考えられていました。後に、光波の性質が縦方向ではなく横方向であることが証明されたとき、ホイヘンスの理論は、マクスウェル、アインシュタイン、ド ブロイによって提案された後続の理論に置き換えられました。この理論は、さまざまな光学現象を説明するためのエーテルの存在と必要性を拒否しました。これらの理論は、エーテルの運動の証拠が決定的に存在しなかったマイケルソン・モーリーの実験の結果によって支持された[24]。この実験結果は当時の多くの物理学者に影響を与え、アインシュタインの理論の最終的な発展に貢献しました。

アイザック・ニュートン卿

数年後、エーテルは、アイザック ニュートン卿が最初に発表した重力理論の 1 つである Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (the Principia、1687 年) で使用されました。彼は、動的相互作用の理論的法則に基づいて、惑星運動の全体的な記述を行いました。彼は、介在する媒体を介した伝播メカニズムを導入することにより、離れた物体間の相互作用のこの特定の形態を説明しようとする継続的な試みを放棄した[27]。彼はこの介在媒体をエーテルと呼んでいます。彼のエーテルモデルでは、ニュートンはエーテルを、地球の表面に向かって継続的に「流れ」、部分的に吸収され、部分的に拡散する媒体として説明しています.このエーテルの「循環」は、重力の作用を非機械的な方法で説明するのを助けるために、彼が重力と関連付けたものである[27]。この理論は、さまざまなエーテル密度を説明し、エーテル密度勾配を作成しました。彼の理論はまた、エーテルは物体内では高密度であり、物体なしではまれであると説明しています。より密度の高いエーテルの粒子が希少なエーテルと相互作用するにつれて、水の冷却蒸気が互いに引き寄せられて水を形成するのと同じように、密度の高いエーテルに引き戻されました。プリンキピアでは、彼はエーテルを流体の静的モデルに関連付けることによって、エーテルの弾力性と動きを説明しようとしています。この初期の理論によれば、この弾性的な相互作用が重力の引き寄せの原因であり、直接接触による作用ではなく、離れた場所での作用を説明することができました。ニュートンはまた、1679 年にロバート・ボイルに宛てた手紙の中で、このエーテルの希少性と密度の変化について説明している[28]。彼はこの手紙の中で、物体の周りのエーテルとそのフィールドを図解し、これをロバート・ボイルに彼の理論について知らせる方法として使用した[29]。ニュートンは最終的に重力の理論を力と運動の法則を含むものに変更しましたが、現代の重力の理解と説明の出発点は、重力に関する彼の元のエーテルモデルから来ました