Teoría de la relatividad
Diccionario filosófico marxista · 1946:297-298
Teoría de la relatividad
La de la relatividad es una teoría física contemporánea, cuyos
caracteres más importantes ofrecen la moderna teoría sobre el espacio
y el tiempo. La teoría de la relatividad emitió toda una serie de
ideas nuevas que constituyen una conquista indiscutible del
pensamiento avanzado de la humanidad. Esta teoría nació a principios
del siglo XX, en el período del resquebrajamiento de los viejos
conceptos y representaciones de la mecánica clásica que tiene su
origen en Newton. Hacia fines del siglo XIX, la física clásica
tropezó con una serie de fenómenos en la Naturaleza –especialmente,
los problemas de la electrodinámica de los cuerpos en movimiento–,
acerca de los cuales no estaba en condiciones de dar una explicación
satisfactoria. La física clásica requería la presencia obligatoria de
un mundo material especial, el éter, en relación al cual debía
efectuarse el movimiento de los cuerpos. Pero los experimentos
emprendidos a fin de determinar el movimiento de la tierra respecto al
tal éter, no dieron resultado: no se logró revelar ningún éter.
Surgió entonces la teoría de la relatividad (1905), creada
fundamentalmente por Einstein. Para explicar las dificultades
relacionadas con la negación del éter, la teoría de la relatividad
modificó radicalmente las antiguas representaciones de la física
clásica sobre el espacio y el tiempo. En el creador de la mecánica
clásica, Newton, el tiempo y el espacio aparecen como entes autónomos,
separados de la materia y separados entre sí. La teoría de la
relatividad establece la estrecha conexión mutua del espacio y del
tiempo y la de ambos con el movimiento de la materia. En el
movimiento se revela el carácter relativo del espacio y del tiempo.
Esta relatividad está relacionada con el hecho de que las extensiones
espaciales y las duraciones se representan diversas desde el punto de
vista de los cuerpos en distinto movimiento. La relatividad del
espacio y del tiempo no niega, ni mucho menos, su carácter objetivo y
absoluto en el sentido filosófico, como formas objetivas de existencia
de la materia que no dependen de ninguna medida, que descubren, como
lo señaló el propio Einstein, lo que realmente tiene lugar en la
Naturaleza. Esta tesis es establecida ya en la llamada teoría
restringida de la relatividad que examina el movimiento relativo
uniforme y rectilíneo de los cuerpos. La teoría general de la
relatividad, formulada por Einstein hacia 1916, examina cualquier
movimiento de los cuerpos materiales, ampliando así las conclusiones
de la teoría restringida de la relatividad. La teoría general de la
relatividad ofrece una nueva tesis sobre la gravitación, distinta de
la de Newton. La nueva teoría niega la acción a distancia, a través
del espacio “vacío”; por el contrario, según ella, todo el espacio
universal aparece lleno de campos gravitatorios materiales. Sobre la
base de la nueva teoría de la gravitación llegaron a explicarse
ciertos fenómenos que la física clásica encontraba difícil de
explicar. Las observaciones, en lo fundamental aunque no siempre de
una manera suficientemente exacta, confirman la justeza del cálculo de
la teoría general de la relatividad sobre el desplazamiento de las
órbitas de los planetas (al ejemplo del planeta Mercurio), sobre la
desviación del rayo de luz en un campo gravitatorio (el “efecto de
Einstein”) y otros. En la teoría de la relatividad adopta una nueva
forma la ley de la conservación y transformación de la energía. Según
esta teoría, la masa del cuerpo está íntimamente relacionada con su
energía, y esta ley es formulada en la teoría de la relatividad como
la ley de la conservación y transformación de la energía-masa,
hallando en tal forma una completa confirmación y permitiendo explicar
una serie de fenómenos, como, por ejemplo, la desviación que
experimenta el peso atómico de los elementos químicos en relación con
los números de masa, etc. En general, la teoría de la relatividad
representa el último paso importante hacia adelante en el desarrollo
de los conocimientos humanos. Pero, como cualquier teoría, tampoco
ésta es un sistema absoluto de conocimientos y todavía no puede
explicar toda una serie de fenómenos. Las ideas fundamentales,
esenciales, de la teoría de la relatividad son profundamente
científicas. Pero los filósofos y sabios burgueses, entre ellos el
propio Einstein, sacan de esta teoría deducciones erróneas, o sea,
deducciones que no se derivan de ella con necesidad, deducciones
idealistas, pseudocientíficas. Ya en 1922 escribía Lenin que “a la
teoría de Einstein… se aferró ya una enorme masa de representantes de
los intelectuales burgueses” que se preocuparon mucho de
tergiversarla, particularmente, en cuanto a los problemas
cosmológicos. Se hacen deducciones reaccionarias, infundados, sobre
la finitud del mundo en el espacio y en el tiempo, lo cual conduce a
reconocer un mundo del “más calle” y un creador. Por otra parte, la
filosofía burguesa tergiversa la teoría de la relatividad,
sustituyendo la relatividad de los fenómenos en el sentido físico por
su relatividad en el sentido filosófico, es decir, predica el
relativismo filosófico que niega el carácter objetivo y absoluto del
movimiento, del espacio, del tiempo; el valor objetivo de nuestros
conocimientos. Las concepciones filosóficas del propio Einstein no se
distinguen, ni mucho menos, por su consecuencia: en ellas, los
aspectos materialistas espontáneos se unen eclécticamente a una serie
de tesis y deducciones machistas.
Diccionario filosófico abreviado · 1959:490-492
Teoría de la relatividad
Teoría física que considera las propiedades de los cuerpos y de los
campos físicos en función del movimiento. El estudio físico de las
propiedades que poseen los objetos materiales en el espacio y en el
tiempo (dimensiones de los cuerpos y duración de los procesos)
constituye su parte esencial.
La teoría de la relatividad nació a comienzos del siglo XX, cuando se
llegó a resolver las contradicciones profundas de la teoría del campo
electromagnético y de las partículas materiales cargadas que lo crean.
La teoría electrónica elaborada por Lorentz a fines del siglo XIX
consideraba el campo electromagnético como un estado especial (especie
de movimiento) de un medio homogéneo universal, el éter, que llenaba
el espacio del universo. Se representaba al éter como un medio
absolutamente permeable a través del cual las partículas (electrones)
podían desplazarse sin obstáculos, sin que el éter, inmóvil, sufriera
desplazamiento de sus partes, las unas respecto a las otras. De
acuerdo con esta teoría, los campos electromagnéticos, engendrados por
los electrones, se propagarían en el éter con una velocidad absoluta
en relación al éter inmóvil (velocidad de la luz); la intensidad del
campo dependería igualmente de la velocidad, con relación al éter, de
las partículas cargadas. Este principio fundamental de la teoría
electrónica según el cual, el campo es función de cierta velocidad
absoluta de las partículas cargadas que lo originan, entró en
contradicción con la mecánica de acuerdo con la cual las interacciones
y los movimientos de los cuerpos están definidos únicamente por las
distancias que los separan y por sus velocidades relativas. Fue
además refutado por medio de experimentos directos (de Michelson y
otros). No se pudo resolver esta contradicción sino abandonando la
idea según la cual, el campo es un estado del medio inmóvil universal
y, por consiguiente, desechando la propia hipótesis de la existencia
de tal medio: el éter como substancia del campo.
Los físicos materialistas se pusieron a considerar el campo
electromagnético como una forma específica de la materia ligada a la
substancia y capaz de asegurar la transferencia de las acciones de
ciertas partículas cargadas a otras partículas. La concepción del
campo como forma de la materia fue enteramente confirmada por el
descubrimiento de las transmutaciones recíprocas de las partículas
materiales y de los cuantos del campo electromagnético (fotones). Se
ha demostrado, al mismo tiempo, que la estructura del campo ligado a
la partícula influye sobre numerosas propiedades importantes de ésta,
en particular sobre su masa, sus dimensiones y la cadencia de los
procesos que en ella se desenvuelven. Esas propiedades del campo,
descubiertas recientemente, así como la variabilidad de las
propiedades de las partículas y sus dependencias con relación al
campo, formaron la base de la teoría de la relatividad.
La teoría de la relatividad fue desarrollada principalmente por
Lorentz y Einstein. Einstein toma por punto de partida un principio
que, generalizando la experiencia adquirida, expresa la ley general de
la transferencia de las acciones de ciertas partículas materiales
(sistemas) a otras partículas, en el campo. Según ese principio, la
velocidad de propagación de las acciones en un campo electromagnético
en el vacío (velocidad de la luz) es un valor límite; una partícula
material no puede desplazarse con relación a un sistema material
cerrado (sistema inercial) con una velocidad igual o superior a la
velocidad de la luz en el vacío.
La teoría de la relatividad está fundada también en el principio de
relatividad (conocido por la física clásica), según el cual la
velocidad del movimiento inercial de un sistema material, tomado como
un todo, con relación a los otros sistemas, no influye sobre las leyes
del movimiento y de las interacciones de las partes del sistema; las
acciones recíprocas de las partículas en un sistema tal, dependen
únicamente de las distancias que los separan y de sus velocidades
relativas.
Partiendo de esas ideas de la teoría de la relatividad, se ha llegado
a varias conclusiones importantes. Así, según esta teoría, la
estructura del campo electromagnético que liga las partículas
materiales cargadas, cambia a medida que varía la velocidad de su
movimiento. Las propiedades de la partícula, enumeradas más arriba,
cambian a medida que varía su velocidad relativa; las dimensiones de
una partícula animada de una gran velocidad (comparable a la de la
luz) disminuyen, la cadencia del proceso se hace más lento, pero la
masa aumenta infinitamente a medida que la velocidad de la partícula
se aproxima a la de la luz. Estas conclusiones de la teoría de la
relatividad han sido confirmadas por la experiencia, y se ha hecho una
utilización especialmente extensa (en las reacciones nucleares) de la
correlación entre la masa (m) y la energía (E): E = mv² (v, velocidad
de la luz). La experiencia muestra que para energías muy grandes, las
partículas materiales se transforman, en el momento de las
interacciones, en otras partículas más estables en condiciones dadas;
y el cálculo de estas transformaciones, que desempeñan un gran papel
en la física del núcleo atómico, es imposible si no se tiene en cuenta
la relación entre la masa y la energía.
Los principios expuestos forman la teoría de la relatividad
restringida. El desarrollo de esas ideas aplicadas a la gravitación
forma la teoría de la relatividad generalizada. Según ésta, las
fuerzas de gravitación son manifestaciones del campo de gravitación
material, cuya estructura depende de la repartición de las masas y de
sus movimientos, y las acciones del campo de gravitación se propagan
también con una velocidad finita. De la estructura del campo de
gravitación dependen las propiedades de las magnitudes
espacio-temporales (geometría del espacio-tiempo) que están así
determinadas por la repartición y el movimiento de la materia.
Ciertas conclusiones de la teoría de la relatividad generalizada han
sido confirmadas experimentalmente. De ese modo, la teoría de la
relatividad ha provocado un cambio radical de las ideas sobre el
espacio, el tiempo, el campo y la masa, que habían dominado en el
siglo XIX.
Antes de la aparición de la teoría de la relatividad, la física
consideraba el espacio y el tiempo como objetos autónomos, existentes
junto a la materia e independientemente de ella, como “receptáculos”
vacíos para los objetos y los procesos. La física del siglo XIX
admitía, siguiendo a Newton (ver) el carácter absoluto e inmutable de
las leyes del espacio (geometría) y del tiempo: las magnitudes
espaciales obedecen a la geometría de Euclides, las del tiempo a las
leyes de la serie de los números. Este punto de vista metafísico
sobre el espacio se halla indisolublemente ligado al punto de vista
metafísico sobre la materia, según el cual ésta se compone de
partículas de volumen invariable. La idea del espacio absoluto y del
tiempo absoluto no está en contradicción manifiesta con las leyes de
la mecánica newtoniana, según la cual, la masa del cuerpo no depende
de la velocidad del movimiento y la velocidad del cuerpo puede crecer
infinitamente. Las ideas metafísicas sobre el carácter absoluto de
las magnitudes del espacio y del tiempo y sobre la inmutabilidad de
las leyes que las rigen, fueron utilizadas por Kant (ver) como prueba
de la presunta prioridad del espacio y del tiempo. El primer golpe a
esas falsas ideas fue asestado por N. Lobachevski (ver) que demostró
la existencia de geometrías no-euclidianas y que señaló el vínculo
entre la geometría y la física, la dependencia del espacio con
relación a la materia. Engels sometió las concepciones metafísicas
del espacio y del tiempo a una crítica profunda. El materialismo
dialéctico considera el tiempo y el espacio como formas de la
existencia de la materia en movimiento. El espacio y el tiempo no
existen al margen de las cosas que tienen cierta extensión y de los
procesos materiales que tienen cierta duración. Las leyes del espacio
y del tiempo están determinadas por las propiedades generales de la
materia. Dado que no existe materia absolutamente homogénea y
desprovista de propiedades, no hay tampoco espacio o tiempo
absolutamente homogéneos que obedezcan a leyes idénticas, siempre y en
todas partes. La teoría de la relatividad ha confirmado la concepción
del materialismo dialéctico sobre el espacio y el tiempo. El vuelco
radical de las nociones físicas de la materia, el descubrimiento de
los campos, de la relación entre las propiedades de los cuerpos y la
estructura de los campos que engendran, provocaron necesariamente el
cambio de las concepciones físicas sobre las magnitudes
espacio-temporales. Los físicos se vieron obligados a abandonar la
teoría según la cual, el espacio y el tiempo son objetos especiales
existentes fuera y al lado de la materia. La extensión (las
dimensiones) así como la duración de los procesos, se revelaron como
funciones del movimiento, y se revelaron también, vinculadas la una
con la otra.
Los partidarios del idealismo “físico” (ver) interpretan de manera
errónea el contenido de la teoría de la relatividad. Uno de los
creadores de esta teoría, el gran físico Einstein, cuyo papel en la
elaboración de sus principios físicos concretos había sido decisivo,
dio, bajo la influencia de la filosofía “machista”, una interpretación
idealista de ciertos principios de esa teoría. Presentaba la teoría
de la relatividad como una deducción originada en ciertos postulados
que se suponían aceptados condicionalmente, y que permitían
“describir” las relaciones existentes entre las magnitudes del espacio
y las del tiempo. Los adeptos de este punto de vista abandonan un
estudio más profundo de los procesos de variación, en función de la
velocidad, de las propiedades de los cuerpos animados de un movimiento
muy rápido, dado que esas propiedades –inercia, extensión, etc.– son
consideradas por ellos no como pertenecientes objetivamente a los
cuerpos en movimiento, sino únicamente como resultados de ciertas
operaciones consistentes en medir las relaciones puramente externas
del cuerpo con otros cuerpos. Partiendo de la interpretación
formalista de la teoría generalizada de la relatividad, se llegó a
extraer la conclusión de la equivalencia del sistema de Copérnico
(ver) y del de Ptolomeo. Esta afirmación es completamente falsa,
puesto que niega la unidad material y genética del sistema solar, y
conduce también a otras conclusiones erróneas, como por ejemplo, a la
de la velocidad infinita del movimiento de los cuerpos celestes
alejados en relación con la Tierra (en translación).
Los filósofos idealistas han utilizado la interpretación idealista de
la teoría de la relatividad; algunos de ellos han llegado al extremo
de afirmar que la cuarta dimensión del espacio existe realmente, que
el mundo es finito, etc. Estos ejemplos muestran cómo una teoría
justa y progresista es deformada y utilizada por los idealistas. Los
físicos y los filósofos materialistas han refutado numerosas
afirmaciones de los idealistas “físicos”. No obstante, la física no
ha resuelto todavía el problema de la justificación consecuente,
dialéctica y materialista de la teoría de la relatividad, ni puesto en
claro las vías del desarrollo ulterior de esta teoría.
Diccionario filosófico · 1965:452-453
Teoría de la relatividad
Teoría física según la cual los procesos físicos transcurren
uniformemente en todos los sistemas que, uno respecto a otro, se
mueven rectilínea y uniformemente (teoría especial de la relatividad)
y también con movimiento acelerado (teoría general de la relatividad).
De esto se sigue que acerca del movimiento del sistema sólo puede
juzgarse por el cambio de las distancias entre los cuerpos que forman
dicho sistema y otros cuerpos (“cuerpos de referencia”) cuya presencia
–y sólo ella– hace que tenga sentido el concepto de movimiento. Dicha
teoría fue formulada por Einstein en 1905 (teoría especial) y en 1916
(teoría general) y parte del denominado principio clásico de la
relatividad de Galileo-Newton, según el cual los procesos mecánicos se
producen del mismo modo en sistemas que se mueven uno respecto a otro
rectilínea y uniformemente. El avance de la óptica y de la
electrodinámica llevó a la conclusión de que ese principio es
aplicable a la difusión de la luz, es decir, de las ondas
electromagnéticas (independencia de la velocidad de la luz respecto el
movimiento del sistema). Dicha conclusión fue explicada por la teoría
especial de la relatividad, que renuncio al concepto de tiempo
absoluto, al de simultaneidad absoluta y al de espacio absoluto.
Según Einstein, el curso del tiempo depende del movimiento del
sistema, y los intervalos de tiempo se modifican de tal modo que la
velocidad de la luz, en el sistema dado, no cambia en dependencia del
movimiento de éste. Se modifican, asimismo, las proporciones
espaciales. De estas premisas se infirió gran número de conclusiones
físicas, que suelen denominarse “relativistas”, es decir, basadas en
la teoría de la relatividad. No hay que confundirlas con el
relativismo filosófico, que niega el carácter objetivo de los
conocimientos científicos. Entre tales conclusiones físicas, adquirió
singular significado la relación de Einstein, según la cual la masa de
un cuerpo es proporcional a su energía. Esta correlación es muy
aplicada en la práctica. En 1907-1908, de la teoría de la relatividad
se sacó la conclusión de que para describir los procesos físicos es
necesario utilizar la geometría tetradimensional (Espacio
multidimensional, Minkowski). Prosiguiendo sus investigaciones, llegó
Einstein a la teoría general de la relatividad. En la mecánica
clásica, el movimiento acelerado posee un sentido absoluto, pues va
acompañado de la aparición de las fuerzas de inercia, ausentes en los
sistemas que no experimentan aceleración. Las fuerzas de la inercia
permiten hablar de movimiento acelerado sin indicar el sistema de
referencia respecto al cual la aceleración se produce. Einstein
partió de que las fuerzas de la inercia dependientes de la aceleración
son equivalentes a las fuerzas de la gravedad que provocan
aceleraciones análogas de los cuerpos en sistemas inmóviles o que se
mueven sin aceleración. De ahí se desprende que tampoco el movimiento
acelerado es absoluto: el movimiento de un sistema que se acelera, si
falta el campo de gravitación, no puede distinguirse, por sus efectos
internos, del reposo del sistema o de su movimiento uniforme y
rectilíneo en el campo de gravitación. La teoría general de la
relatividad, por su contenido fundamental, constituye una nueva teoría
de la gravitación. Se basa en la conjetura de que el espacio-tiempo
tetradimensional en que actúan las fuerzas de la gravitación se
subordina a las correlaciones de la geometría no euclidiana. Las
correlaciones de la geometría no euclidiana en un plano pueden
representarse de manera concreta en calidad de relaciones euclidianas
habituales en las superficies curvas. Einstein, por analogía;
interpreta la desviación de las correlaciones geométricas respecto a
las euclidianas, en el espacio-tiempo tetradimensional, como curvatura
del espacio-tiempo. Identificó tales curvaturas con la acción de las
fuerzas de gravitación, con los campos de gravitación. La gravitación
es una curvatura del espacio-tiempo. Semejante conjetura se vio
confirmada en 1919 por las observaciones astronómicas que pusieron de
manifiesto cómo el rayo de una estrella, prototipo de la línea recta,
se curva en la proximidad del Sol bajo el influjo de la gravitación.
La teoría general de la relatividad, a diferencia de la teoría
especial, no ha adquirido aún el carácter de concepción física
indiscutible. Las conclusiones filosóficas de la teoría de la
relatividad confirman plenamente las ideas del materialismo dialéctico
y las estimaciones dadas por Lenin en Materialismo y empiriocriticismo
sobre el desarrollo de la física moderna. Las corrientes idealistas y
positivistas de la filosofía burguesa han procurado utilizar la teoría
de la relatividad para afirmar el carácter subjetivo de la ciencia y
la dependencia de los procesos físicos respecto a la observación. El
sentido verdadero de la teoría de la relatividad estriba en afirmar la
independencia de los objetos físicos respecto a la elección de los
cuerpos de referencia: dichos procesos transcurren uniformemente en
todos los sistemas. La teoría de la relatividad proporciona una
visión de los procesos objetivos más exacta que la de la mecánica
clásica, refleja la realidad objetiva.
Diccionario de filosofía · 1984:370
Teoría de la relatividad
Teoría física del espacio y el tiempo, formulada en 1905 (teoría
especial) y en 1916 (teoría general) por Einstein. El desarrollo de
la óptica y la electrodinámica condujo a la renuncia al concepto de
tiempo absoluto, simultaneidad absoluta y espacio absoluto. Según la
teoría especial de la relatividad la marcha del tiempo depende del
movimiento del sistema, y los intervalos de tiempo (lo mismo que las
escalas espaciales) cambian de modo que la velocidad de la luz en el
sistema no cambia en dependencia de su movimiento. De estas premisas
se dedujeron numerosas conclusiones físicas que se suele llamar
“relativistas”, es decir, fundadas en la teoría de la relatividad.
Entre ellas adquirió especial importancia la correlación de Einstein,
según la cual la masa del cuerpo es proporcional a su energía y la
cual se utiliza ampliamente en la física nuclear moderna.
Desarrollando y sintetizando la teoría especial de la relatividad,
Einstein llegó a la teoría general de la relatividad, que por su
contenido fundamental constituye una nueva teoría de la gravitación.
La misma se apoya en la suposición de que el espacio-tiempo
cuatridimensional, en el que rigen las fuerzas de la gravitación, se
subordina a las correlaciones de la geometría no euclidiana. Einstein
consideraba como curvatura del espacio-tiempo el hecho de que en el
espacio-tiempo cuatridimensional las correlaciones geométricas se
desvíen de las euclidianas. Identificó tal curvatura con la acción de
las fuerzas de la gravitación. En 1919 esta suposición fue confirmada
por las observaciones astronómicas, las cuales mostraron que el rayo
de una estrella, como prototipo de la línea recta, se encorva cerca
del Sol bajo la influencia de la gravitación. La teoría general de la
relatividad no ha cobrado hasta la fecha el carácter de concepción
física acabada e incuestionable, que posee la teoría especial. Las
conclusiones filosóficas de la teoría de la relatividad confirman
plenamente y enriquecen las ideas del materialismo dialéctico. La
teoría de la relatividad mostró la ligazón indisoluble existente entre
el espacio y el tiempo (esta ligazón la expresa el concepto único de
intervalo espacio-temporal), así como entre el movimiento material,
por una parte, y sus formas de existencia espacio-temporales, por la
otra. La determinación de las propiedades espacio-temporales en
dependencia de las peculiaridades del movimiento material
(“dilatación” del tiempo, “curvatura” del espacio) puso de manifiesto
la estrechez de las representaciones de la física clásica sobre el
espacio y el tiempo absolutos y la ilegitimidad de su aislamiento de
la materia en movimiento. La teoría de la relatividad constituye una
sintetización racional de la mecánica clásica y la expansión de los
principios de la mecánica a la esfera del movimiento de los cuerpos
con velocidades próximas a la de la luz. Las corrientes idealistas y
positivistas de la filosofía burguesa trataron de utilizar la teoría
de la relatividad como motivo para afirmar que la ciencia tiene un
carácter subjetivo y que los procesos físicos dependen de la
observación. Sin embargo no se debe confundir la teoría de la
relatividad o la mecánica relativista con el relativismo filosófico,
que niega la objetividad del conocimiento científico. La teoría de la
relatividad refleja la realidad con mayor exactitud que la mecánica
clásica.