Teadusrevolutsioonide_struktuur
VII. Kriis ja teaduslike teooriate ilmumine
19. sajandi lõpus tekkis füüsikas kriis, mis rajas teed relatiivsusteooria ilmumisele. Juba 17. sajandi lõpus kritiseeris mitu loodusfilosoofi, eriti Gottfried Wilhelm Leibniz, Isaac Newtoni jäämist klassikalise absoluutse ruumi kontseptsiooni juurde uuendatud kujul. Nad suutsid peaaegu näidata, et Newtoni süsteemis ei ole absoluutsel asukohal ja absoluutsel liikumisel mitte mingit funktsiooni. Neil õnnestus vihjata täiesti relativistliku ruumi ja liikumise käsituse suurele ilule, mis hiljem ilmsiks tuli. Nende kriitika oli puhtloogiline. Nagu varajased Koperniku pooldajad, kes kritiseerisid Aristotelese Maa paigalseisu tõestusi, ei unistanudki nad relativistlikust süsteemist, millel oleks vaatluslikke järelmeid. Nad ei seostanud oma vaateid mingite probleemidega Newtoni teooria rakendamisel. Sellepärast nende vaated unustati 18. sajandi alguses ja ilmusid uuesti alles 19. sajandi lõpus, mil nad olid füüsika praktikaga hoopis teistsuguses suhtes. Tehnilised probleemid, millega relativistlik ruumifilosoofia hiljem seostus, hakkasid normaalteadusse tulema valguse laineteooria aktsepteerimisega pärast 1815. aastat, aga enne 1890ndaid ei tekitanud need kriisi. Kui valgus on mehaanilises eetris Newtoni seaduste kohaselt leviv lainetus, siis peaksid nii taevavaatluste kui ka maapealsete katsetega põhimõtteliselt saama registreerida triivi eetri suhtes (eetrituul). Taevavaatlustest tõotasid ainult aberratsiooni vaatlused piisavat täpsust, et saada vajalikku infot, nii et eetritriivi registreerimisest aberratsiooni mõõtmise teel sai tunnustatud normaalteaduslik probleem. Selle lahendamiseks ehitati palju spetsiaalset aparatuuri, triivi aga ei vaadeldud ning seetõttu jäeti probleem teoreetikute lahendada. 19. sajandil leiutasid Augustin-Jean Fresnel, George Gabriel Stokes jt arvukaid eetriteooria versioone vaadeldava triivi puudumise seletamiseks. Kõik need eeldasid, et liikuv keha viib mingi osa eetrist endaga kaasa. Ja kõik seletasid edukalt mitte ainult taevavaatluste, vaid ka maapealsete vaatluste, sealhulgas kuulsa Michelsoni-Morley eksperimendi tulemusi. Vastuolu oli ainult teooria versioonide vahel, aga vastavate eksperimenditehnikate puudumise ei saanudki see teravaks. Olukord muutus alles 19. sajandi kahel viimasel kümnendil, kui Maxwelli elektromagnetismiteooria aegamisi omaks võeti. James Clerk Maxwell oli Newtoni pooldaja, kes uskus, et valgust ja elektromagnetismi üldiselt põhjustavad eetri osakeste muutuvad nihkumised. Tema varajased elektri ja magnetismi teooriad kasutasid otseselt neid omadusi, mida ta eetrile omistas. Lõplikust versioonist jättis ta need kõrvale, kuid uskus endiselt, et tema teooria on ühitatav Newtoni mehaanilise maailmapildi mõne versiooniga. Sobiva versiooni väljatöötamine jäi talle ja tema järgijatele väljakutseks. Ülesanne osutus aga väga raskeks. Nii nagu Koperniku astronoomiline ettepanek tekitas hoolimata autori optimismist olemasolevatele liikumisteooriatele kasvava kriisi, tekitas Maxwelli teooria lõpuks Newtoni paradigmale kriisi. Veel enam, see kriis oli kõige teravam just liikumisega eetri suhtes seotud probleemide tõttu. Kehade elektromagnetilist käitumist arutades ei viidanud Maxwell eetri kaasavedamisele ja osutus, et seda on tema teooriasse raske sisse tuua. Nii osutus terve varasemate vaatluste seeria eetris triivimise registreerimiseks anomaalseks. Pärast 1890. aastat püüti seetõttu pikalt nii registreerida liikumist eetri suhtes kui ka eetri kaasaviimist Maxwelli teooriasse integreerida. Esimesed ebaõnnestusid aina, kuigi mõnede analüütikute meelest ei olnud nende tulemused ühesed. Teiste seas oli paljutõotavaid, eriti Hendrik Lorentzi ja George Francis FitzGeraldi omad, kuid need tekitasid ka uusi raskusi ning viisid lõpuks kriisile omasele võistlevate teooriate paljunemisele. Sellises olukorras tekkis 1905. aastal Albert Einsteini erirelatiivsusteooria.