Это одна из четырёх великих парадигм фундаментальной физики - субстанциональная. Три другие - геометродинамическая (ОТО Эйнштейна её представитель), теоретико-полевая (Стандартная Модель), реляционная (теория петлевой квантовой гравитации Ровелли). Парадигма - это более глубокая штука, чем теоретическая модель.
Потребность в эфире в фундаментальной физике возникает не только из-за соображения "раз электромагнитные волны - это волны, то по какой среде они распространяются". Если пара фотонов превращается в пару электрон-позитрон (или наоборот, аннигиляция электрона и позитрона), то откуда возникают новые частицы (да ещё и в пустом пространстве)? Содержатся в исходных фотонах? Или электрон и позитрон состоят из фотонов? Думаю, опровержение этих "состоят" не вызовет затруднений. Это возбуждённые состояния квантовых полей? Вообще поле это просто пространственная функция (температурное поле, концентрационное поле...), но в КТП термин "поле" приобретает почти дзэнские коннотации. А вот в рамках существования мировой "среды" данный процесс становится наглядным (и имеющим аналогии) - одни возмущения среды (волны, топологические дефекты, солитоны, фазоны квазикристаллов...) по определенным правилам вызывают другие. Аналогии? Например, рождение электрон-дырочных пар при поглощении фотонов в полупроводниках, или рождение пар дислокаций при сдвиговой деформации.
Ещё соображения. Если пространство пустое, то как оно может проявлять свойства сверхпроводника для слабых зарядов (в электрослабой теории и механизме Хиггса)? И что такое исходное состояние пространства, до нарушения симметрии между калибровочными полями в электрослабой теории?
В квантовой хромодинамике свои соображения - там вводят целых два фоновых конденсата: глюонный и киральный. Причём, при сильном воздействии (при генерации кварк-глюонной плазмы) эти фоновые конденсаты локально испаряются (и потом самовосстанавливаются)! В наиболее точных расчётах КХД используют модель пространства, как решётки - то есть, отбрасывают бесконечно малые расстояния, приводящие к расходимостям. Аналогия с кристаллическим эфиром очевидна.
Базой современной фундаментальной физики является представление о квантовых полях в непрерывном, деформируемом пространственно-временном континууме, выступающем как сцена для этих полей. И эта концепция зашла в полнейший тупик - не только в вопросе о квантовой гравитации, но и в объяснении, почему частицы Стандартной Модели такие, какие они есть - там есть ряд интересных закономерностей, например формула Коидэ, о которых мейнстримная физика не может сказать вообще ничего. Существование планковского расстояния явно говорит о наличии у этого "континуума" своей собственной линейки, то есть выделенных масштабных отрезков. В континууме ОТО это невозможно. В эфире, как дискретной среде, это самоочевидно. Аналогия теории петлевой квантовой гравитации с её сеткой узлов с твёрдым эфиром также очевидна. Может, пришло время "перевернуть" теорию: сцена - эта неподвижная сетка узлов (скорее всего, ещё и многоуровневая), частицы/поля - это то что по ней движется, а законы СТО и ОТО эмерджентны?
В мейнстримной физике уже появляются смельчаки, не боящиеся термина "эфир", или подобных концепций - например, Фрэнк Вильчек, с его книгой "Тонкая физика. Масса, эфир, и объединение всемирных сил", или Роберт Беттс Лаффлин, с книгой "Преступление из занавеса: как физика формирует будущее", а ещё Тэд Якобсон (вывод гравитации ОТО из термодинамики) .
Да, и теплород с флогистоном - это не средневековая метафизика, основанная на схоластике или традиции (вроде астрологии или алхимии), а научные теории, пусть примитивные и оказавшиеся ошибочными. И что-то мне подсказывает, что был бы тогда современный позитивистский фундаментализм, то теплород и эпициклы Птолемея никуда бы не делись, а просто обросли шубой "перенормировок" и "тёмных энергий".
Итак, возьмём длинную горизонтальную ось, и повесим на неё через равные промежутки математические маятники (стержень на шарнире с грузом на конце). Соседние маятники соединим пружинками. В итоге, получим внизу цепочку из грузов, соединённых пружинками, вверху - ось, к которой эти грузы подвешены. Это "эфир", его вакуумное состояние.
Теперь дёрнем (не очень сильно) один груз вбок. По цепочке от места удара побегут волны (со своей постоянной "скоростью света"). Это "электромагнитные волны". Дёрнем сильнее - волны станут нелинейными - взаимодействие с "виртуальными электрон-позитронными парами в вакууме".
Теперь повернём один маятник вокруг оси на все 360 градусов, и раздвинем образовавшиеся витки из цепочки грузов в стороны. Это "электрон" и "позитрон" - в зависимости от хиральности (правый или левый) отдельного витка. А скручивание цепочки вокруг оси - "электрическое поле". Очевидно, что нельзя ни создать, ни удалить отдельный виток (топологический солитон), не разрезая цепочку (или не поворачивая её на конце оси). Это "сохранение электрического заряда". Сам "заряд" топологически устойчив.
Возьмём один солитон, и толкнём его вдоль оси. Он пойдёт с постоянной, сохраняющейся скоростью куда (и насколько сильно) его толкнули. Чем больше скорость, тем более резким и коротким он становится. Это сокращение длины полностью описывается известным сокращением Лоренца, формула та же. Расположим два "+" солитона рядом, и они будут отталкиваться друг от друга, уйдут в стороны. Разгоним один "+" солитон, и столкнём его с другим таким же, более медленным. Произойдёт упругое столкновение, медленный солитон ускорится, сожмётся и уйдёт вперёд, быстрый замедлится и растянется. Закон сохранения импульса в силе. Расположим два солитона, "+" и "-" рядом. Они будут притягиваться, разгонятся, пройдут друг через друга, замедлятся, опять притянутся. Это бризер - аналог позитрония. Если в системе будет трение, то такой "позитроний" аннигилирует в расходящиеся волны. Для аналогов этой системы с большим числом измерений, чем 1, аннигиляция произойдёт без наличия трения. Бризер можно разогнать как целое. При этом частота его колебаний будет падать... в соответствие с формулой Лоренца для замедления времени.
Напоследок перевернём цепочку маятников. Грузы будут вверху, ось - внизу. Это состояние неустойчивого равновесия - если маятники выставлены идеально вертикально, то опрокидывающая их сила нулевая. Однако малейшее отклонение запустит лавинообразное самоускорение (отдельный маятник, потеряв равновесие, быстро упадёт и потом по инерции вновь поднимется до верхнего положения и там остановится). Самое удивительное, что в этой перевёрнутой неустойчивой системе тоже существуют солитоны... которые проявляют свойства тахионов - гипотетических сверхсветовых частиц.
Эта довольно простая механическая система, описываемая уравнением синус-Гордона, моделирует ряд аспектов реального мира, но непосредственно её использовать не получится - одномерность, невозможность описания квантовой механики с её нелокальностью, один топологический заряд (в Стандартной Модели, кроме электрического, есть ещё цветовой заряд кварков и глюонов, и строго сохраняющиеся заряды, которые не создают полей - лептонный и барионный).
Это одна из четырёх великих парадигм фундаментальной физики - субстанциональная. Три другие - геометродинамическая (ОТО Эйнштейна её представитель), теоретико-полевая (Стандартная Модель), реляционная (теория петлевой квантовой гравитации Ровелли). Парадигма - это более глубокая штука, чем теоретическая модель.
Потребность в эфире в фундаментальной физике возникает не только из-за соображения "раз электромагнитные волны - это волны, то по какой среде они распространяются". Если пара фотонов превращается в пару электрон-позитрон (или наоборот, аннигиляция электрона и позитрона), то откуда возникают новые частицы (да ещё и в пустом пространстве)? Содержатся в исходных фотонах? Или электрон и позитрон состоят из фотонов? Думаю, опровержение этих "состоят" не вызовет затруднений. Это возбуждённые состояния квантовых полей? Вообще поле это просто пространственная функция (температурное поле, концентрационное поле...), но в КТП термин "поле" приобретает почти дзэнские коннотации. А вот в рамках существования мировой "среды" данный процесс становится наглядным (и имеющим аналогии) - одни возмущения среды (волны, топологические дефекты, солитоны, фазоны квазикристаллов...) по определенным правилам вызывают другие. Аналогии? Например, рождение электрон-дырочных пар при поглощении фотонов в полупроводниках, или рождение пар дислокаций при сдвиговой деформации.
Ещё соображения. Если пространство пустое, то как оно может проявлять свойства сверхпроводника для слабых зарядов (в электрослабой теории и механизме Хиггса)? И что такое исходное состояние пространства, до нарушения симметрии между калибровочными полями в электрослабой теории?
В квантовой хромодинамике свои соображения - там вводят целых два фоновых конденсата: глюонный и киральный. Причём, при сильном воздействии (при генерации кварк-глюонной плазмы) эти фоновые конденсаты локально испаряются (и потом самовосстанавливаются)! В наиболее точных расчётах КХД используют модель пространства, как решётки - то есть, отбрасывают бесконечно малые расстояния, приводящие к расходимостям. Аналогия с кристаллическим эфиром очевидна.
Базой современной фундаментальной физики является представление о квантовых полях в непрерывном, деформируемом пространственно-временном континууме, выступающем как сцена для этих полей. И эта концепция зашла в полнейший тупик - не только в вопросе о квантовой гравитации, но и в объяснении, почему частицы Стандартной Модели такие, какие они есть - там есть ряд интересных закономерностей, например формула Коидэ, о которых мейнстримная физика не может сказать вообще ничего. Существование планковского расстояния явно говорит о наличии у этого "континуума" своей собственной линейки, то есть выделенных масштабных отрезков. В континууме ОТО это невозможно. В эфире, как дискретной среде, это самоочевидно. Аналогия теории петлевой квантовой гравитации с её сеткой узлов с твёрдым эфиром также очевидна. Может, пришло время "перевернуть" теорию: сцена - эта неподвижная сетка узлов (скорее всего, ещё и многоуровневая), частицы/поля - это то что по ней движется, а законы СТО и ОТО эмерджентны?
В мейнстримной физике уже появляются смельчаки, не боящиеся термина "эфир", или подобных концепций - например, Фрэнк Вильчек, с его книгой "Тонкая физика. Масса, эфир, и объединение всемирных сил", или Роберт Беттс Лаффлин, с книгой "Преступление из занавеса: как физика формирует будущее", а ещё Тэд Якобсон (вывод гравитации ОТО из термодинамики) .
Да, и теплород с флогистоном - это не средневековая метафизика, основанная на схоластике или традиции (вроде астрологии или алхимии), а научные теории, пусть примитивные и оказавшиеся ошибочными. И что-то мне подсказывает, что был бы тогда современный позитивистский фундаментализм, то теплород и эпициклы Птолемея никуда бы не делись, а просто обросли шубой "перенормировок" и "тёмных энергий".
Итак, возьмём длинную горизонтальную ось, и повесим на неё через равные промежутки математические маятники (стержень на шарнире с грузом на конце). Соседние маятники соединим пружинками. В итоге, получим внизу цепочку из грузов, соединённых пружинками, вверху - ось, к которой эти грузы подвешены. Это "эфир", его вакуумное состояние.
Теперь дёрнем (не очень сильно) один груз вбок. По цепочке от места удара побегут волны (со своей постоянной "скоростью света"). Это "электромагнитные волны". Дёрнем сильнее - волны станут нелинейными - взаимодействие с "виртуальными электрон-позитронными парами в вакууме".
Теперь повернём один маятник вокруг оси на все 360 градусов, и раздвинем образовавшиеся витки из цепочки грузов в стороны. Это "электрон" и "позитрон" - в зависимости от хиральности (правый или левый) отдельного витка. А скручивание цепочки вокруг оси - "электрическое поле". Очевидно, что нельзя ни создать, ни удалить отдельный виток (топологический солитон), не разрезая цепочку (или не поворачивая её на конце оси). Это "сохранение электрического заряда". Сам "заряд" топологически устойчив.
Возьмём один солитон, и толкнём его вдоль оси. Он пойдёт с постоянной, сохраняющейся скоростью куда (и насколько сильно) его толкнули. Чем больше скорость, тем более резким и коротким он становится. Это сокращение длины полностью описывается известным сокращением Лоренца, формула та же. Расположим два "+" солитона рядом, и они будут отталкиваться друг от друга, уйдут в стороны. Разгоним один "+" солитон, и столкнём его с другим таким же, более медленным. Произойдёт упругое столкновение, медленный солитон ускорится, сожмётся и уйдёт вперёд, быстрый замедлится и растянется. Закон сохранения импульса в силе. Расположим два солитона, "+" и "-" рядом. Они будут притягиваться, разгонятся, пройдут друг через друга, замедлятся, опять притянутся. Это бризер - аналог позитрония. Если в системе будет трение, то такой "позитроний" аннигилирует в расходящиеся волны. Для аналогов этой системы с большим числом измерений, чем 1, аннигиляция произойдёт без наличия трения. Бризер можно разогнать как целое. При этом частота его колебаний будет падать... в соответствие с формулой Лоренца для замедления времени.
Напоследок перевернём цепочку маятников. Грузы будут вверху, ось - внизу. Это состояние неустойчивого равновесия - если маятники выставлены идеально вертикально, то опрокидывающая их сила нулевая. Однако малейшее отклонение запустит лавинообразное самоускорение (отдельный маятник, потеряв равновесие, быстро упадёт и потом по инерции вновь поднимется до верхнего положения и там остановится). Самое удивительное, что в этой перевёрнутой неустойчивой системе тоже существуют солитоны... которые проявляют свойства тахионов - гипотетических сверхсветовых частиц.
Эта довольно простая механическая система, описываемая уравнением синус-Гордона, моделирует ряд аспектов реального мира, но непосредственно её использовать не получится - одномерность, невозможность описания квантовой механики с её нелокальностью, один топологический заряд (в Стандартной Модели, кроме электрического, есть ещё цветовой заряд кварков и глюонов, и строго сохраняющиеся заряды, которые не создают полей - лептонный и барионный).