Кіріспе

Классикалық элемент

Ежелгі және ортағасырлық ғылым бойынша, эфир ('/iː//θ//ər/, альтернативті жазулары эфир, этер және эфирді қамтиды), сондай-ақ бесінші элемент немесе квинтессенция деп белгілі, ғаламның жер аймағынан тыс кеңістікті толтыратын зат.

Мифологиялық шығу тегі

Гомердің грек тіліндегі αἰθήρ (aithḗr) сөзі "таза, жаңа ауа" немесе "ашық аспан" дегенді білдіреді. Грек мифологиясында, ол құдайлар тыныс алған таза мән деп есептелген, олардың мекендейтін кеңістігін толтырған, бұл өлшеулі адамдар тыныс алатын ауаға ұқсас. Сондай-ақ ол дәстүрлі грек мифологиясында Эреб пен Никс ұлы Этер болып бейнеленген. Этер αἴθω "көмірге айналдыру" және өзіне қатысты емес "жану, жарқырау" сөздерімен байланысты (сонымен қатар Айтиопес (эфиопиялықтар; Aethiopia-ға қараңыз) есімі де осымен байланысты, яғни "күйген (қара) бет-әлпеті бар адамдар").

Бесінші элемент

Платонның «Тимей» (58d) еңбегінде ауа туралы айта келіп, Платон «эфир (αἰθήρ) деп аталатын ең таза түрі бар» дейді, бірақ қалған жағдайда төрт элементтің классикалық жүйесін қабылдады. Академияда Платонның шәкірті болған Аристотель бұл тұста бұрынғы ұстазымен келісіп, оттың кейде эфирмен жаңылыстырылғанын қосымша атап өтті. Дегенмен, «Аспан туралы кітабында» ол Иония философиясының классикалық элементтері жүйесіне жаңа «бірінші» элементті енгізді. Ол төрт жерлік классикалық элементтің өзгеруге бейім екенін және табиғи түрде түзу сызықпен қозғалатынын көрсетті. Ал бірінші элемент, аспан аймақтарында және аспан денелерінде орналасқан, дөңгелек қозғалыс жасайды және жерлік классикалық элементтерге тән қасиеттері жоқ. Ол ыстық та емес, суық та емес, ылғал да емес, құрғақ та емес. Осының арқасында элементтер жүйесі бес элементке дейін толықтырылды, ал кейінгі комментаторлар жаңа бірінші элементті «бесінші» деп атап, Аристотель «Аспан мен метеорология» еңбегінде қолданған «эфир» сөзін пайдаланды. Эфир төрт жерлік элементтен өзгеше, сапалық немесе мөлшерлік қозғалысқа қабілетсіз. Эфирге тек жергілікті қозғалыс ғана тән. Эфир табиғи түрде шеңбермен қозғалады, ал кері немесе табиғатқа қайшы қозғалыс болмайды. Аристотель сондай-ақ, жұлдыздар мен планеталарды ұстап тұратын аспан сфералары эфирден жасалғанын айтты. Табиғи шеңберлі қозғалыспен қозғалатын эфирлік сфералар туралы идея Аристотельдің жұлдыздар мен планеталардың толық шеңберлі орбиталарын түсіндіруіне себеп болды. Ортағасырлық схоластикалық философтар планеталардың денелерінің әлемнің қалған бөлігін толтырған ортадан тығыз екенін, эфирдің тығыздығы өзгеретінін мойындады. Роберт Фладд эфирдің «жарықтан да нәзік» екенін мәлімдеді. Фладд 3-ғасырға тән Плотиннің эфирді тегіс енуге қабілетті және материалдық емес деп қарастырған пікірін келтіреді.

Квинтесенция

Квинтессенция (Q) – ортағасырлық алхимиктердің пікірінше, аспан денелерін құрайтын ортаға ұқсас немесе бірдей бесінші элементтің латынша атауы. Жер шарында квинтессенцияның өте аз мөлшерде кездесетіні байқалды. Квинтессенцияның аз болуына байланысты, жер аспан денелерінде болып жатқан құбылыстарға ұшырауы мүмкін. Бұл теория 14 ғасырдағы Рамон Льюльге жатқызылатын "Лулиус өсиеттері" атты мәтінде қалыптасты. Квинтессенция ортағасырлық алхимияда кеңінен қолданыс тапты. Квинтессенция ортағасырлық элементтік жүйеден туындады, ол төрт классикалық элементтен, эфирден немесе квинтессенциядан, сондай-ақ металдарды бейнелейтін екі химиялық элементтен – күкірттен ("жанып тұрған тас"), жанғыштық принципін көрсететін, және сынаптан, металл қасиеттерінің идеалды принципін қамтитын, тұрды. Бұл элементтік жүйе Еуропа бойынша жылдам таралып, алхимиктердің арасында, әсіресе медициналық алхимияда танымал болды. Медициналық алхимия квинтессенцияны бөліп алып, оны медицина мен эликсирлерге енгізуге тырысты. Уақыт өте келе, квинтессенция термині эликсирлермен, медициналық алхимиямен және тіпті философ тасымен бірдей мағынаға ие болды.

Мұра

18-ғасырдағы физиканың дамуымен, "эфир теориялары" деп аталатын физикалық модельдер электромагниттік және гравитациялық күштердің таралуын түсіндіру үшін ұқсас ұғымды пайдаланды. 1670 жылдары Ньютон өзінің физикасының қатаң механикалық ережелеріне сәйкес бақылауларды келтіруге көмектесу үшін эфир идеясын қолданды. Ертедегі заманауи эфир, аты алынған классикалық элементтердің эфирімен көп ортақ емес еді. Бұл эфир теориялары ғылыми тұрғыдан ескірген деп саналады, себебі арнайы салыстырмалылық теориясының дамуы Максвелл теңдеулерінің осы күштерді тарату үшін эфирді қажет етпейтінін көрсетті. Эйнштейн өзінің осы теорияларды алмастырған моделін эфир ретінде қарастыруға болатынын атап өтті, өйткені ол заттар арасындағы бос кеңістіктің өзіндік физикалық қасиеттері бар екенін көрсетеді. Ертедегі заманауи эфир модельдері жалпы салыстырмалылық теориясымен ығыстырылғанына қарамастан, кейде физиктер қазіргі физикалық модельдердегі кемшіліктерді жою мақсатында эфир тұжырымдамасын қайтадан енгізуге тырысады. Қара энергияның бір ұсынылған моделі оның жақтаушылары классикалық элементтің құрметіне "квинтессенция" деп атады. Бұл идея, үдемелі ғаламды бақылаулардың түсіндірмесі ретінде қарастырылатын, қара энергияның гипотетикалық түрімен байланысты. Оны сондай-ақ бесінші негізгі күш деп те атайды.

Эфир мен жарық

Жарық қозғалысы физикада 20 ғасырға дейін жүздеген жылдар бойы зерттелген маңызды мәселе болды. Осы қозғалысты сипаттау үшін эфирді пайдалану 17-18 ғасырларда кең таралды, соның ішінде Иоганн II Бернулли ұсынған теория, ол 1736 жылы Француз академиясының сыйлығымен марапатталды. Оның теориясына сәйкес, барлық кеңістік "өлшеусіз кішкентай құйындармен" толтырылған эфирмен сіңірілген. Бұл құйындар эфирге белгілі бір серпімділік қасиетін береді, арқылы өтетін жарықтың корпускулалық пакеттерінен дірілдерді таратуға мүмкіндік береді. Бұл жарықшыл эфир теориясы Кристиан Гюйгенс ұсынған жарық толқыны теориясына әсер етті, онда жарық "көп қалыпты, нөлдік тығыздықтағы, эфир деп аталатын өте серпімді орта арқылы" бойлық толқындар түрінде тарады. Сол кезде жарық вакуумда тарауы үшін, ауадағы дыбыс немесе су бетіндегі толқындар сияқты, оны өткізетін орта болуы керек деп есептелді. Кейіннен, жарық толқынының табиғаты бойлық емес, көлденең екені дәлелденген соң, Гюйгенс теориясы Максвелл, Эйнштейн және де Брольдің кейінгі теорияларымен алмастырылды, олар жарық құбылыстарын түсіндіру үшін эфирдің қажеттілігін жоққа шығарды. Бұл теориялар Микельсон-Морли экспериментінің нәтижелерімен расталды, онда эфир қозғалысының нақты дәлелі табылмады. Эксперимент нәтижелері сол кездегі көптеген физиктерге әсер етті және Эйнштейннің арнайы салыстырмалылық теориясының қалыптасуына үлкен үлес қосты.

Эфир мен гравитация

1682 жылы Якоб Бернулли денелердің қаттылығы эфир қысымына байланысты деген теорияны қалыптастырды. Эфир, гравитация мен оның себептерін түсіндіруге көмектесетін орта ретінде, әртүрлі гравитациялық теорияларда қолданылған. Бірнеше жыл өткен соң, эфир Сэр Исаак Ньютонның гравитация туралы алғашқы жарияланған теорияларының бірі – «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica» (Principia, 1687) еңбегінде пайда болды. Ол планеталардың қозғалысын сипаттауды динамикалық өзара әрекеттесудің теориялық заңына негіздеді. Ол алыс денелер арасындағы осы өзара әрекеттесу түрін есепке алу үшін қолданылып келген әдістерден бас тартып, оның орнына аралық орта арқылы таралу механизмін енгізді. Ол осы аралық ортаны эфир деп атады. Нютонның эфирлік моделінде эфир Жер бетіне үнемі төмен қарай "ағып", ішінара сіңіріліп, ішінара таралатын орта ретінде сипатталады. Осы эфирдің "айналымы" оның ауырлық күшін механикалық емес жолмен түсіндіруге көмектеседі. Ол осы хатында эфирді және оның дененің айналасындағы өрісін бейнелеп, Роберт Бойльге өз теориясы туралы хабарлады. Ньютон гравитация теориясын күш пен қозғалыс заңдарына негіделген теорияға өзгертуіне қарамастан, гравитацияны қазіргі заманғы түсіну мен түсіндіруге негіз болған бастапқы идеясы – гравитация туралы эфирлік моделі болды.