Никандров В. В. Экспериментальная психология
доктор психологических наук Е. П. Ильин (Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена),
доктор психологических наук А. И. Худяков (Санкт-Петербургский государственный университет)
Н 62 Экспериментальная психология. Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Речь», 2003. – 480 с. ISBN 5-9268-0217-2
В учебнике экспериментальная психология рассматривается как самостоятельная научная дисциплина, разрабатывающая теорию и практику психологического исследования и имеющая в качестве основного предмета изучения систему психологических методов. Психологическое исследование представлено как специфический процесс научного познания со своей логикой и фазами развития. В систематизированном виде приведена совокупность используемых в психологии методов. Рассмотрены как процессуально-практические, так и теоретико-методологические аспекты способов получения, обработки и интерпретации психологических сведений.
Книга предназначена для профессиональных психологов любой специализации, а также для студентов, аспирантов и слушателей психологическихвузов и факультетов.
Введение 5Глава 1. ОБЪЕМ ПОНЯТИЯ «ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПСИХОЛОГИЯ» 5
Глава 2. ИЗ ИСТОРИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПСИХОЛОГИИ 10
Часть I ОБЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О ПСИХОЛОГИЧЕСКОМ ИССЛЕДОВАНИИ 14
Глава 3. ВИДЫ ПСИХОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 14
Глава 4. ЭТАПЫ ПСИХОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 18
4.1. ОБЩАЯ СХЕМА НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 18
4.2. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ 18
4.3. ВЫДВИЖЕНИЕ ГИПОТЕЗЫ 21
4.4. ПЛАНИРОВАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 22
4.5. СБОР ДАННЫХ 23
4.5.1. Общее понятие о данных 23
4.5.2. Классификация данных 23
4.5.3. Процедура сбора данных 25
4.6. ОБРАБОТКА ДАННЫХ 25
4.6.1. Общее представление об обработке 25
4.6.2. Первичная обработка 27
4.6.3. Вторичная обработка 30
4.6.
3.1. Общее представление о вторичной обработке 30
4.6.3.2. Меры центральной тенденции 32
4.6.3.3. Меры изменчивости (рассеивания, разброса) 32
4.6.3.4. Меры связи 33
4.6.3.5. Нормальное распределение 35
4.6.3.6. Некоторые методы статистического анализа данных при вторичной обработке 37
4.7. Интерпретация результатов 38
4.7.1. Интерпретация как теоретическая обработка эмпирической информации 38
4.7.2. Объяснение результатов 39
4.7.2.1. Общее представление об объяснении 39
4.7.2.2. Виды объяснения в психологии 40
4.7.3. Обобщение результатов 43
4.8. Выводы и включение результатов в систему знаний 44
Часть II МЕТОДЫ ПСИХОЛОГИИ 46
Раздел А 46
Общее представление о системе методов в психологии 46
Глава 5. КАТЕГОРИЯ «МЕТОД» В СИСТЕМЕ СМЕЖНЫХ ПОНЯТИЙ 46
Глава 6. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ 49
Раздел Б Неэмпирические методы 57
Глава 7. Организационные методы (подходы) 58
7.
1. Сравнительный метод 58
7.2. Лонгитюдный метод 58
7.3. Комплексный метод 59
Глава 8. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ 60
8.1. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ МЕТОДЫ 60
8.2. Качественные методы 65
Глава 9. Интерпретационные методы (подходы) 68
Раздел В Эмпирические методы общепсихологического значения 71
Глава 10. Наблюдение 73
10.1. Общее представление о методе наблюдения 73
10.2. Виды наблюдения 76
10.3. Интроспекция – специфический метод психологии 81
Глава 11. Вербально-коммуникативные методы 88
11.1. Беседа 88
11.1.1. Сущность и специфика психологической беседы 88
11.1.2. Основные способы ведения и виды психологической беседы 91
11.1.3. Особенности беседы с детьми 94
11.2. ОПРОС 95
11.2.1. Общие сведения об опросных методах 95
11.2.2. Интервью 102
11.2.2.1. Интервью как единство беседы и опроса 102
11.2.2.2. Процедура интервьюирования 102
11.2.2.3. Требования к интервьюеру 106
11.
2.2.4. Виды интервью 107
11.2.3. Анкетирование 109
11.2.3.1. Специфика анкетирования как опросного метода 109
11.2.3.2. Анкета 112
11.2.3.3. Виды анкетирования 113
11.2.4. Сравнительный анализ интервью и анкетирования 114
Глава 12. ЭКСПЕРИМЕНТ 115
12.1. Общая характеристика психологического эксперимента 115
12.1.1. Определение 115
12.1.2. Основные элементы экспериментального метода 116
12.1.3. Уровни эксперимента 118
12.2. Процедурные особенности эксперимента 118
12.2.1. Предъявление независимой переменной 118
12.2.1.1. Виды НП 118
12.2.1.2. Требования к процедуре предъявления НП 120
12.2.1.3. Планирование эксперимента 120
12.2.2. Контроль дополнительных переменных 124
12.2.2.1. Контроль внешних ДП 124
12.2.2.2. Контроль внутренних ДП 125
12.2.3. Фиксация эксперимента 127
12.3. Виды эксперимента 129
12.4. Эксперимент как совместная деятельность исследователя и испытуемого 137
12.
4.1. Доэкспериментальное общение 138
12.4.2. Экспериментальное взаимодействие 141
12.4.3. Послеэкспериментальное общение 143
Глава 13. ПСИХОЛОГИЧЕСКОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ 144
13.1. Общее представление о психологическом тестировании 144
13.2. Возникновение и развитие метода тестирования 145
13.3. Классификация психологических тестов 146
13.4. Субъективные тесты 146
13.5. Объективные тесты 150
13.6. Проективные тесты 152
13.7. Компьютерное тестирование 156
13.8. Требования к построению и проверке тестовых методик 157
Глава 14. Моделирование в психологии 160
14.1. Определение 160
14.2. Немного истории 160
14.3. Понятие «МОДЕЛЬ» 161
14.3.1. Общее представление о модели 161
14.3.2. Функции моделей 162
14.3.3. Классификация моделей 162
14.4. Специфика моделирования в психологии 164
14.5. Основные направления моделирования в психологии 165
14.5.1. Моделирование психики 166
14.
5.1.1. Общие сведения о моделировании психики 166
14.5.1.2. Моделирование физиологических основ психики 169
14.5.1.3. Моделирование психологических механизмов 179
14.5.2. Психологическое моделирование 179
Раздел Г Эмпирические методы частнопсихологического значения 181
Глава 15. ПСИХОСЕМАНТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ 181
15.1. Метод семантического дифференциала 181
15.2. Метод семантического радикала 181
15.3. Метод репертуарных решеток 182
Глава 16. ПСИХОМОТОРНЫЕ МЕТОДЫ ПСИХОДИАГНОСТИКИ 183
16.1. Методы исследования свойств нервной системы 183
16.2. Методы исследования моторики 184
16.3. Методика миокинетической психодиагностики 188
Глава 17. МЕТОДЫ СОЦИАЛЬНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ЛИЧНОСТИ 191
17.1. Социометрия 191
17.2. Групповая оценка личности 193
17.3. Референтометрия 194
17.4. Методика фидлера 194
Глава 18. ПСИХОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ 196
18.1. Общее представление о психотерапии 196
18.
2. Гипнотерапия 197
18.3. Аутогенная тренировка 198
18.4. Рациональная (разъяснительная) психотерапия 198
18.5. Игровая психотерапия 199
18.6. Психоэстетотерапия 200
18.7. Наркопсихотерапия 200
18.8. Телесная психотерапия 201
18.9. Социальная психотерапия 201
Глава 19. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ДОКУМЕНТОВ. КОНТЕНТ-АНАЛИЗ 203
203
Глава 20. БИОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ 204
20.1. Общие сведения о системе биографических методов 204
20.2. Психобиография 205
20.3. Каузометрия 205
20.4. Формализованная биографическая анкета 205
20.5. Психологическая автобиография 206
Глава 21. ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ 208
21.1. Психофизиологические методы как объективные способы изучения психики 208
21.2. Методы исследования работы вегетативной нервной системы 209
21.2.1. Измерение кожно-гальванической реакции 209
21.2.2. Методы исследования работы сердечно-сосудистой системы 211
21.2.3. Методы исследования работы дыхательной системы 213
21.
21.2.5. Методы исследования работы глаз 214
21.3. Методы исследования работы соматической нервной системы 216
21.4. Методы исследования работы центральной нервной системы 216
21.4.1. Электроэнцефалография (ЭЭГ) 216
21.4.2. Метод вызванных потенциалов 217
Глава 22. ПРАКСИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ 218
22.1. Общее представление о праксиметрии 218
22.2. Общие методы исследования отдельных движений и действий 218
22.3. Специальные методы исследования трудовых операций и деятельности 219
ЛИТЕРАТУРА 221
Каталог: book -> common psychology
common psychology -> Хайнц Хекхаузен Психология мотивации достижения
common psychology -> Церебральный
common psychology -> Андрей Александрович Вербицкий Наталья Анфиногентовна Бакшаева Психология мотивации студентов
common psychology -> Виктор Иванович Слободчиков Евгений Иванович Исаев Психология развития человека.
common psychology -> Юридическая психология
common psychology -> М. А. Холодная Психология интеллекта: парадоксы исследования
common psychology -> Самостоятельности
common psychology -> Шпаргалка по общей психологии психология как наука: предмет изучения, задачи
common psychology -> Психология семьи и больной ребенок
common psychology -> В психологию
404 Cтраница не найдена
Мы используем файлы cookies для улучшения работы сайта МГТУ и большего удобства его использования. Более подробную информацию об использовании файлов cookies можно найти здесь. Продолжая пользоваться сайтом, вы подтверждаете, что были проинформированы об использовании файлов cookies сайтом ФГБОУ ВО «МГТУ» и согласны с нашими правилами обработки персональных данных.
Размер:
AAAИзображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайтаК сожалению запрашиваемая страница не найдена.
Но вы можете воспользоваться поиском или картой сайта ниже
|
|
Педагогический (научно-педагогический) составЭкспериментальный эксперимент | Философия, наука и воображение
- Похожие темы:
- Аргумент китайской комнаты кот Шредингера
См.
весь соответствующий контент →
Gedankenexperiment (нем. «мысленный эксперимент») термин, используемый физиком немецкого происхождения Альбертом Эйнштейном для описания его уникального подхода к использованию концептуальных, а не реальных экспериментов при создании теории относительности.
Например, Эйнштейн описал, как в возрасте 16 лет он видел себя мысленным взором, когда он ехал на световой волне и смотрел на другую световую волну, движущуюся параллельно его. Согласно классической физике, Эйнштейн должен был видеть вторую световую волну, движущуюся с относительной нулевой скоростью. Однако Эйнштейн знал, что электромагнитные уравнения шотландского физика Джеймса Клерка Максвелла абсолютно требуют, чтобы свет всегда двигался со скоростью 3 × 10 8 метров (186 000 миль) в секунду в вакууме. Ничто в теории не позволяет световой волне иметь нулевую скорость. Возникла и другая проблема: если неподвижный наблюдатель видит свет со скоростью 3 × 10 8 метров в секунду, тогда как наблюдатель, движущийся со скоростью света, видит свет со скоростью, равной нулю, это означало бы, что законы электромагнетизма зависят от наблюдателя.
Но в классической механике одни и те же законы применимы ко всем наблюдателям, и Эйнштейн не видел причин, почему электромагнитные законы не должны быть в равной степени универсальными. Постоянство скорости света и универсальность законов физики для всех наблюдателей — краеугольные камни специальной теории относительности.
Эйнштейн использовал еще один мысленный эксперимент , чтобы начать построение своей общей теории относительности. Он ухватился за озарение, которое пришло к нему в 1907 году. Как он объяснил в лекции в 1922 году:
Я сидел на стуле в своем патентном бюро в Берне. Внезапно меня осенила мысль: если человек свободно падает, он не чувствует своего веса. Я был ошеломлен. Этот простой мысленный эксперимент произвел на меня глубокое впечатление. Это привело меня к теории гравитации.
Эйнштейн имел в виду любопытный факт, известный во времена английского физика сэра Исаака Ньютона: какой бы ни была масса объекта, он падает на Землю с одинаковым ускорением (без учета сопротивления воздуха) в 90,8 метра (32 фута) в секунду в квадрате.
Ньютон объяснил это, постулировав два типа массы: инертную массу, которая сопротивляется движению и входит в его общие законы движения, и гравитационную массу, которая входит в его уравнение для силы тяжести. Он показал, что если две массы равны, то все объекты будут падать с одинаковым гравитационным ускорением.
Эйнштейн, однако, понял нечто более глубокое. Человек, стоящий в лифте с оборванным кабелем, чувствует себя невесомым, поскольку корпус свободно падает на Землю. Причина в том, что и он, и лифт ускоряются вниз с одинаковой скоростью и, следовательно, падают с одинаковой скоростью; следовательно, если не смотреть снаружи лифта на свое окружение, он не может определить, что его тянет вниз. Фактически, он не может провести эксперимент в закрытом падающем лифте, чтобы определить, находится ли он в гравитационном поле. Если он выпустит мяч из руки, он будет падать с той же скоростью, просто оставаясь там, где он его выпустит. И если бы он увидел, как мяч опускается к полу, он не мог бы сказать, было ли это потому, что он покоился в гравитационном поле, которое тянуло мяч вниз, или потому, что трос тянул лифт вверх, так что его пол поднимался к земле.
мяч.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчасЭйнштейн выразил эти идеи в своем обманчиво простом принципе эквивалентности, лежащем в основе общей теории относительности: в локальном масштабе — то есть в рамках данной системы, без рассмотрения других систем — невозможно различить физические эффекты, связанные с гравитацией и эффекты, связанные с ускорением.
В этом случае, продолжение Эйнштейна Gedankenexperiment , на свет должна влиять гравитация. Представьте, что в лифте просверлено отверстие прямо в двух противоположных стенах. Когда лифт находится в состоянии покоя, луч света, входящий в одно отверстие, движется по прямой линии, параллельной полу, и выходит через другое отверстие. Но если лифт ускоряется вверх, к тому времени, когда луч достигает второго отверстия, отверстие смещается и больше не совпадает с лучом. Когда пассажир видит, что свет не попадает во второе отверстие, он заключает, что луч прошел по криволинейной траектории (фактически, по параболе).
Если луч света искривляется в ускоренной системе, то, согласно принципу эквивалентности, свет должен искривляться и под действием силы тяжести, что противоречит обыденному ожиданию, что свет будет двигаться прямолинейно (если только он не перейдет из одной среды в другой). Если его путь искривлен гравитацией, это должно означать, что «прямая линия» имеет другое значение вблизи массивного гравитационного тела, такого как звезда, чем в пустом пространстве. Это был намек на то, что гравитацию следует рассматривать как геометрическое явление.
Сидни ПерковицСамый известный мысленный эксперимент Эйнштейна
Самый известный мысленный эксперимент Эйнштейна John D. Norton
Департамент истории и философии науки
University of Pittsburgh, Pittsburgh PA 15260
Домашняя страница: www.pitt.edu/~jdnorton
Эта страница (с анимированными рисунками) доступна по адресу www.pitt.edu/~ jdnorton/плюшки
Эйнштейн вспоминал, как в 16 лет он представлял себе погоню
после луча света и что мысленный эксперимент сыграл незабываемую
роль в разработке им специальной теории относительности.
Известный как он есть, он доказал
трудно понять, как мысленный эксперимент дает свои результаты.
Это не создает серьезных проблем для электродинамики, основанной на эфире. Я предлагаю новый способ прочтения, который хорошо вписывается в
этапы открытия Эйнштейном специальной теории относительности. Это показывает
несостоятельность «эмиссионной» теории света, подхода к электродинамическому
Теория, которую Эйнштейн серьезно рассматривал и отвергал до своего
прорыв 1905.
Подробнее см.:
«В погоне за светом: самый известный мысленный эксперимент Эйнштейна», подготовленный для Мысленные эксперименты в философии, науке и искусстве , ред., Джеймс Роберт Браун, Мелани Фраппье и Летиция Мейнелл, Routledge. Скачать.
Разделы 5-6 книги Эйнштейна «Исследования галилеева коварианта» Электродинамика до 1905 г.», Архив истории точных наук , 59 (2004), стр. 45105. Скачать.
1. Головоломка
Как мы могли быть очарованы восхитительной историей Эйнштейн рассказывает в своих автобиографических заметках поразительную мысль, которую он было в 16 лет? Рассказывая об усилиях, которые привели к особому теории относительности, он вспомнил
«.
..парадокс, на который я натолкнулся уже в возрасте
шестнадцать: Если я буду преследовать луч света с
скорости с (скорость света в вакууме), я должен наблюдать такой пучок
свет как покоящееся электромагнитное поле, хотя и колеблющееся в пространстве. Там
кажется, однако, что это не так, ни на основании опыта, ни
по уравнениям Максвелла. С самого начала мне казалось
интуитивно ясно, что, если судить с точки зрения такого наблюдателя,
все должно было бы происходить по тем же законам, что и для наблюдателя
который по отношению к земле находился в покое. Ибо откуда первому наблюдателю знать
или суметь определить, что он находится в состоянии быстрого равномерного движения? Один видит
в этом парадоксе зародыш специальной теории относительности уже
содержится.»
Мысль сама по себе проста. Вот свет, форма волны, распространяющаяся в точке с:
. Если бы молодой Эйнштейн погнался за ним в точке с, он бы
догонять волну и двигаться вместе с ней, как
серфер на волне.
Он увидит застывшую световую волну.
Несостоятельность этой мысли привела к падению великое достижение физики девятнадцатого века, эфир, который тогда дал основой всей электромагнитной теории.
Беда в том, что довольно непонятно только как эта мысль создает трудности для эфира. Эйнштейн привел три причины, и на каждую из них мог бы легко ответить способный теоретик эфира.
| Эйнштейн написал… | Теоретик эфира отвечает… | |
| «…Я должен наблюдать такой луч света как электромагнитное поле в состоянии покоя, хотя и колеблющееся в пространстве. Кажется, однако быть таковым не может…» | ||
| 1 | «…ни на основании опыта…» | . ..но у нас нет застывшего света для простых
причина, по которой мы не движемся в точке с через эфир. Если бы мы двигались
так быстро, мы бы испытали застывший свет. |
| 2 | «…ни по уравнениям Максвелла…» | Не так. Очень короткий расчет показывает, что Максвелл уравнения предсказывают, что свет застывает для наблюдателей, движущихся со скоростью c через эфир. |
| 3 | «…С самого начала
мне казалось интуитивно ясным, что, если судить с точки зрения
такого наблюдателя, все должно было бы происходить по одному и тому же
законы, как для наблюдателя, который относительно земли находился в покое. Ибо как первый наблюдатель должен знать или быть в состоянии определить, что он находится в состоянии быстрого равномерного движения?…  » | Наблюдатель знает, что он движется быстро относительно эфир просто потому, что свет застыл. Аналогично серфер знает, что он движется, так как он остается на волне. |
Так что же нам делать с мысленным экспериментом? Возможно, это не более чем запись висцерального догадки не по годам развитому 16-летнему подростку, который даже не изучал Максвелла теории до двух лет спустя. Это возможность, которую мы не можем исключить. Если оно правильно, то нам не нужно больше ломать голову над тем, как мысленный эксперимент работает, потому что мало что еще может пролить свет на путь Эйнштейна. к специальной теории относительности.
Но тогда мы должны спросить, почему мысленный эксперимент заслуживает гордости
места в определяющей автобиографии Эйнштейна? Есть ли в нем убедительность, выходящая за рамки последней средней школы Эйнштейна?
год? Что Эйнштейн упоминает уравнения Максвелла в мысленном эксперименте
предполагает их отношение к операции мысленного эксперимента и, таким образом,
что эта операция имела отношение к позднейшей мысли Эйнштейна, после того как он
выучил уравнения Максвелла.
Хотя мы не можем знать по имеющимся доказательствам, если мысль эксперимент действительно имел убедительность за пределами размышлений 16-летнего Эйнштейна, мы можно спросить, существуют ли правдоподобные описания пути Эйнштейна к особым относительность, в которой мысленный эксперимент играет более важную роль.
2. Предлагаемое решение
Существует способ понять, как мысленный эксперимент может иметь значение, выходящее далеко за пределы эйнштейновского последний год в старшей школе. Суть не в том, чтобы связать мысленный эксперимент с эфирные теории электромагнетизма. Скорее, мы знаем, что Эйнштейн посвятил некоторое усилий в течение многих лет, предшествовавших его открытию 1905, к так называемым «эмиссионным» теориям света и электромагнетизма. В конце концов Эйнштейн счел такие теории нежелательными и несостоятельными.
Я полагаю, что мысленный эксперимент Эйнштейна дал
особенно убедительный способ сформулировать те
возражения и тем самым поддержали Эйнштейна в его окончательном решении: это дает
создал эмиссионную теорию в пользу сохранения знаменитой теории Максвелла-Лоренца.
теории, но с радикально измененной теорией пространства и времени.
3. Эмиссионная теория света и электромагнетизм
Позднее Эйнштейн неоднократно вспоминал, что до его открытия специальной теории относительности, он исследовал эмиссионные теории, что указывает на сходство его подхода с подходом Уолтера Ритца. в затем стандартная электродинамика Максвелла и Лоренца, электромагнитное действие всегда распространяется на c по отношению к эфир . Простейшим примером было распространение световой волны. Но он в равной степени справедлив для действия одного заряда на другой. Это был этот факт это делало невозможным согласование принципа относительности с электромагнетизм. Эфир обеспечивал предпочтительное состояние покоя, необходимое для теории, но несовместимой с идеей о том, что все инерциальные состояния движения эквивалент.
Итак, Ритц в 1908 году и Эйнштейн где-то до 1905 года пытались
изменить электромагнитную теорию таким образом, чтобы электромагнитные эффекты
всегда распространяется на c по отношению к источнику
эффект .
Если бы такую теорию можно было бы найти, она бы больше не
требуют состояния покоя эфира, и было бы разумно ожидать, что он мог бы
соответствуют принципу относительности.
Анимация ниже отображает разница. Слева в теории Максвелла-Лоренца электромагнитная действие распространяется из фиксированной точки в эфире. Итак, когда два заряда движутся вместе воздействуют друг на друга, источником эффекта, ощущаемого одним, является фиксированная точка в эфире, оставленная движущимся источником. Поскольку эффект распространяется из точки, оставленной движущимися зарядами, наблюдатель, движущийся с зарядами можно использовать этот факт, чтобы определить, что заряды движутся.
Справа мы видим соответствующий процесс в модифицированном
«эмиссионная» теория, такая как разработанная Ритцем и Эйнштейном. Движение
источник добавляется к распространяющемуся эффекту. Итак, теперь эффект распространяется
изотропно из точки, которая движется вместе с источником.
Чтобы увидеть это, обратите внимание, как
расширяющиеся сферические оболочки остаются центрированными на движущемся положительном заряде
это их источник, как это произошло бы, если бы оба заряда находились в покое.
распространение электромагнитных эффектов больше не может использоваться наблюдателями
перемещение с двумя зарядами для обнаружения их абсолютного движения; принцип
относительность больше не угрожает.
Простейшим электромагнитным действием является распространение свет. Таким образом, в этой теории скорость излучателя — источника — добавляется к скорость испускаемого света. По этой причине он известен как «излучение». теория.
Многообещающе, как должно было изначально показаться Эйнштейну. стремясь восстановить принцип относительности, Эйнштейн в конечном итоге отверг эмиссионную теорию. Его более поздняя переписка и статьи завалены замечаниями о проблемах, с которыми столкнулась теория. Две будут вернуться, как наша история разворачивается.
— В письме Паулю Эренфесту
от июня 1912 г.
(и в других местах) Эйнштейн заметил, что эмиссионная теория
противоречие с элементарным результатом оптики: физическим состоянием луча света.
определяется его интенсивностью и цветом (и поляризацией).
— В интервью Р. С. Шенкленду в В 1950-х годах Эйнштейн заметил, что эту теорию нельзя сформулировать как локальную теории поля, то есть в терминах дифференциальных уравнений.
В локальной теории поля мы восстанавливаем как поле развивается во времени, принимая свое состояние в один момент и консультируясь с уравнениями дифференциального поля теории. Эти уравнения принимают текущее состояние полей и расскажите нам, как быстро они меняются. От эти скорости изменения мы можем затем сделать вывод о состояниях поля в будущем раз. (Аналогичный анализ говорит нам, как поле будет меняться в разных частях пространства.)
4. Мысленный эксперимент Эйнштейна в контексте Эмиссионная теория Света
Давайте теперь вернемся к мысленному эксперименту Эйнштейна и
вообразите, что его целью стала эмиссионная теория света.
Мы немедленно
видим, что три возражения докладов Эйнштейна представляют собой серьезные препятствия для эмиссионной теории. Давайте возьмем
три возражения по порядку.
1. Первое возражение заключалась в том, что мы на самом деле не ощущаем застывший свет. Это загадка эмиссионной теории света. Мы должны предположить, что существуют источники света со всевозможными скоростями вокруг нас. Источник света движется быстро удаляясь от нас, будет излучать световую волну, которая медленно распространяется относительно нам. В самом крайнем случае источник света удаляется от нас в точке c. Что источник оставит в космосе застывшую световую волну, так как анимация показывает:
Итак, если теория излучения является правильной теорией света, мы следует ожидать в конце концов столкнуться с застывшими световыми волнами, испускаемыми быстро удаляющиеся источники. Но мы не испытываем ничего подобного.
2. Второе возражение
было то, что застывший свет был несовместим с
Уравнения Максвелла.
Почему это должно быть проблемой для эмиссионной теории?
когда такая теория не использует уравнения Максвелла? Это будет проблемой,
но требуется несколько шагов, чтобы прийти к заключению.
Во-первых, обратите внимание, что теория излучения допускает замороженный свет в обычном
обстоятельства; нам не нужно двигаться в точке c, чтобы найти его. Это означает, что
замороженная световая волна должна быть частью электростатики и магнитостатики,
теории статических электрических и магнитных полей. Теперь электродинамика Максвелла
развивалась в течение полувека и основывалась на длинной серии
эксперименты по электричеству и магнетизму. Эмиссионная теория должна скорректировать
теории, но не может изменить ее слишком радикально на
боль несовместимости с этими экспериментами. Одна часть Максвелла
теория, которая кажется наиболее надежной, — это ее простейшая часть, ее трактовка статических
электрические и магнитные поля. Таким образом, мы ожидаем, что успешная эмиссионная теория
согласиться с теорией Максвелла в этой самой простой и надежной части.
Теперь у нас есть проблема: эмиссионная теория позволяет существование замороженных световых волн. Но эмиссионная теория должна точно согласовываться с трактовкой статических полей в теории Максвелла и теории Максвелла не допускает статических полей, что соответствует замороженным световым волнам.
3. В третьем возражения, Эйнштейн сетовал на наблюдателя, уловившего световой луч: «…Для как первый наблюдатель должен знать или быть в состоянии определить, что он находится в состоянии быстрого равномерного движения?» Конечно, в В контексте эмиссионной теории «состояние быстрого равномерного движения» должно быть читается как «быстрое равномерное движение относительно источника света».
Сначала непонятно, какое вообще должно иметь значение,
наблюдатель, поймавший световой луч, может сделать это суждение. оказывается
важно, если общая эмиссионная теория света должна быть
детерминированный; то есть, если текущее состояние полей и тому подобное в
пространстве, чтобы иметь возможность определить, как они будут развиваться в будущем.
Эйнштейна беспокоит то, что детерминизм потерпит неудачу. Чтобы понять почему, представьте, что вы
являются наблюдателем, которому дан сигнал, но все, что вы знаете о нем, это его состояние в момент
настоящее мгновение.
Световая волна в одно мгновение
Сможете ли вы определить, соответствует ли форма волны застывший в космосе;
Одно возможное будущее: застывший свет волна
или это тот, который распространяется мимо вас?
Другое возможное будущее: распространяющийся свет волна
Оба варианта возможны в эмиссии теория. В каком случае зависит от вашей скорости по отношению к источник света. Если вы движетесь в точке c по отношению к источнику, волна замороженный. Если вы находитесь в состоянии покоя относительно источника, волна распространяется в с.
Можете ли вы сказать, какой у вас чемодан, просто взглянув на
форма волны в одно мгновение? Вы не можете.
Более раннее замечание Эйнштейна о свете
теперь решающее. Световая волна полностью характеризуется своим цветом, интенсивностью и
поляризации, и оба случая согласуются в этих свойствах. Форма волны не имеет свойств в данный момент, которые позволили бы вам определить
каким будет его развитие в будущем. Это индетерминизм. Настоящее
состояние волны не определяет ее будущее развитие во времени.
Хотя это обстоятельство может быть просто странным
неполноты нашего знания, оно становится кризисом, если мы воображаем, что мы
не люди-наблюдатели, а дифференциальные уравнения
локальной теории поля. Ибо, как мы видели выше, основная функция этих полей
уравнений состоит в том, чтобы взять текущее состояние полей и вывести из них
скорости изменения поля. Эти скорости изменения затем определяют время
развитие формы волны — независимо от того, распространяется она или нет, и как быстро она
распространяется. Эта существенная функция невозможна в эмиссионной теории.
ибо мгновенное состояние световой волны не определяет скорости
изменение поля.
Следовательно, благодаря Эйнштейну мысленный эксперимент, мы заключаем, что эмиссионная теория не может быть сформулирована как локальная теория поля.
Мы можем обобщить проблемы, возникшие в связи с мыслью Эйнштейна. эксперимент по эмиссионной теории:
| Эйнштейн написал… | Специалист по теории выбросов беспокоится… | |
| «…Я должен наблюдать такой луч света как электромагнитное поле в состоянии покоя, хотя и колеблющееся в пространстве. Кажется, однако быть таковым не может…» | ||
| 1 | «…ни на основании опыта…» | Теория излучения позволяет наблюдателям замораживать формы волн.
во всех инерциальных состояниях движения, поэтому мы должны ожидать, что испытаем
их. |
| 2 | «…ни по уравнениям Максвелла…» | Теория излучения должна точно согласовываться со статическими полями с теорией Максвелла, но теория Максвелла запрещает статические поля застывшего света (кроме специального случае наблюдателей, движущихся в точке с относительно эфира). |
| 3 | «…С самого начала
мне казалось интуитивно ясным, что, если судить с точки зрения
такого наблюдателя, все должно было бы происходить по одному и тому же
законы, как для наблюдателя, который относительно земли находился в покое. Ибо как первый наблюдатель должен знать или быть в состоянии определить, что он находится в состоянии быстрого равномерного движения?…» | Мы не можем сказать по мгновенному состоянию света
волны, будь то застывшая волна или распространяющаяся волна. Так что дифференциальный
уравнения поля не могут сказать ни то, ни другое, и эмиссионная теория света
нельзя сформулировать как локальную теорию поля, управляемую дифференциальным
уравнения поля. |
5. Заключение
Когда Эйнштейн отказался от эмиссионной теории света, он также отказаться от надежды на то, что электродинамику можно будет привести в соответствие с принцип относительности обычными модификациями электродинамического теория, занимавшая теоретиков второй половины XIX в. Вместо этого Эйнштейн знал, что должен прибегнуть к чрезвычайные меры. Он был готов добиваться реализации своей цели в пересмотре наших основных представлений о пространстве и времени. Эйнштейн заключил его отчет о своем юношеском мысленном эксперименте:
«Видно, что в этом парадоксе зародыш особого
теория относительности уже содержится. Сегодня все, конечно, знают, что
все попытки удовлетворительно прояснить этот парадокс были обречены на провал
до тех пор, пока аксиома абсолютного характера времени или одновременности
коренится неосознанно в бессознательном.