Fizyka
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
 Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Fizyka > Wielkie wykłady - Boska cząstka 
  Indeks
Wielkie wykłady
Dramatis personae
Niewidoczna piłka
nożna

Pierwszy fizyk cząstek
Interludium A:
Opowieść o dwóch
miastach

Poszukiwania atomu:
mechanicy

Galileusz, Zsa Zsa
Gabor i ja

Kule i pochylnie
Piórko i grosik
Prawda o wieży
Atomy Galileusza
Akceleratory
i teleskopy

Carl Sagan XVII wieku
Człowiek bez nosa
Mistyk wyjaśnia
Papież do Galileusza:
spadaj

Słoneczna gąbka
Zarządca mennicy
Siła niech będzie
z nami

Ulubione F  Isaaca
Co nas pcha do góry
Tajemnica dwóch mas
Człowiek z dwoma
umlautami

Wielki twórca syntez
Kłopot z grawitacją
Isaac i jego atomy
Dziwne rzeczy
Dalmatyński prorok
Dalsze poszukiwania
atomu: chemicy
i elektrycy

Nagi atom
Interludium B:
Tańczący mistrzowie
wiedzy tajemnej

Akceleratory: one
rozkwaszają atomy,
nieprawdaż?

Interludium C:
Jak w ciągu weekendu
złamaliśmy parzystość
i odkryliśmy Boga

A–tom!
I wreszcie boska
cząstka

Mikroprzestrzeń,
makroprzestrzeń
i czas przed
początkiem czasu

  Źródło
Leon Lederman,
Dick Teresi

BOSKA CZĄSTKA
Jeśli Wszechświat jest odpowiedzią, jak brzmi pytanie?

Przełożyła Elżbieta
Kołodziej-Józefowicz


  Prawda o wieży
 
Prawda o wieży
 
N
ajsłynniejszym przykładem, ilustrującym zdolność Galileusza do odsłaniania prostoty ukrytej pod warstwą komplikacji, jest historyjka o  eksperymencie na krzywej wieży. Wielu ekspertów wątpi, by kiedykolwiek do niego doszło. Stephen Hawking na przykład pisze, że historia ta jest „prawie na pewno nieprawdziwa”. Dlaczego, pyta Hawking, Galileusz miałby zawracać sobie głowę zrzucaniem ciężarków z  wieży, nie dysponując nawet dokładną metodą mierzenia czasu ich spadania, podczas gdy miał już dobrze opracowane metody postępowania z  równią pochyłą? Na cienie Greków! Hawking, teoretyk, używa tu Czystego Rozumu. Ale rozumowanie to zupełnie nie pasuje do takiego faceta, jakim był Galileusz, eksperymentator z  zamiłowania.
       Stillman Drake, biograf Galileusza, uważa, że anegdota z  krzywą wieżą jest prawdziwa z  kilku historycznie uzasadnionych powodów, ale także dlatego, iż doskonale pasuje do osobowości naszego bohatera. Eksperyment na wieży tak naprawdę nie był wcale eksperymentem, ale pokazem zaaranżowanym dla potrzeb publiczności i  jednocześnie pierwszą w  historii naukową sztuczką wykonaną dla zyskania rozgłosu. Galileusz się popisywał, a  jednocześnie demaskował swych krytyków. Był on raczej krewkim człowiekiem – może nie tyle kłótliwym, ile porywczym i  zawziętym, zwłaszcza gdy ktoś mu rzucił wyzwanie. Kiedy go coś zirytowało, a  irytowały go wszelkie przejawy głupoty, potrafił być naprawdę uciążliwy. Nie przywiązywał wagi do zewnętrznych form zachowania – wyśmiewał uroczyste stroje doktorskie wymagane na Uniwersytecie w  Pizie. Napisał satyryczny wiersz zatytułowany Przeciw todze. Szczególnie spodobał się on młodszym i  biedniejszym wykładowcom, którzy z  ledwością mogli sobie na takie szaty pozwolić. (Demokrytowi, który kocha togi, wiersz zupełnie nie przypadł do gustu). Starsi profesorowie zaś zupełnie nie docenili dowcipu Galileusza. Pisywał także rozmaite dzieła, w  których atakował rywali, podpisując się przy tym różnymi pseudonimami. Jego styl był wszakże charakterystyczny i  niewielu zdołał wyprowadzić w  pole. Nic więc dziwnego, że miał wrogów.
       Najbardziej zaciekłymi rywalami Galileusza byli arystotelicy, którzy wierzyli, że ciało porusza się tylko wtedy, gdy działa na nie siła, i  że ciężkie ciało spada szybciej niż lekkie, gdyż Ziemia przyciąga je z  większą siłą. Nigdy nie przyszło im do głowy, by poddać te poglądy jakimś sprawdzianom. Wyznawcy doktryny Arystotelesa w  zasadzie władali Uniwersytetem w  Pizie, a  jeśli już o  tym mowa, to w  gruncie rzeczy większością uniwersytetów włoskich. Jak łatwo się domyślić, Galileusz nie był ich ulubieńcem.
       Impreza przy krzywej wieży była skierowana właśnie przeciw tej grupie. Hawking miał rację, że nie mogło być tu mowy o  idealnym eksperymencie. Ale zapowiadała się wspaniała zabawa i – jak w  każdym inscenizowanym wydarzeniu – Galileusz wiedział z  góry, jaki będzie jej przebieg. Oczyma duszy widzę go, jak w  całkowitej ciemności, gdzieś o  trzeciej nad ranem, wspina się na szczyt wieży. Jak zrzuca parę ołowianych ciężarków na stojących u  podnóża wieży młodych asystentów i  woła przez okno: „Powinieneś jednocześnie poczuć uderzenie obu kul. Wrzaśnij, jeśli najpierw uderzy cię duża”. Ale tak naprawdę wcale nie musiał tego robić, bo drogą rozumowania doszedł do wniosku, że obie kule powinny uderzyć w  ziemię w  tym samym momencie.
       Oto jak przebiegało to rozumowanie: załóżmy, że Arystoteles miał rację. Ciężka kula wyląduje pierwsza, co oznacza, że porusza się z  większym przyspieszeniem. Przywiążmy teraz lekką kulę do ciężkiej. Jeśli lekka kula rzeczywiście spada wolniej, powinna spowolnić ruch ciężkiej kuli, sprawiając, że teraz będzie dłużej leciała. Jednak, wiążąc te dwie kule, razem stworzyliśmy obiekt jeszcze cięższy, zatem ta kombinacja powinna spadać szybciej niż każda kula z  osobna. Jak rozwiązać ten dylemat? Tylko jedno rozwiązanie spełnia wszystkie warunki: obie kule muszą spadać z  jednakową prędkością. To jest jedyna konkluzja, która pozwala ominąć ów paradoks „wolniej czy szybciej”.
       Zgodnie z  legendą, Galileusz spędził cały poranek, spuszczając z  wieży ołowiane kulki i  przekonując o  swej racji wszystkich zainteresowanych obserwatorów, a  porządnie strasząc wszystkich innych. Był na tyle roztropny, by nie używać piórka i  grosika, lecz ciał o  różnym ciężarze, ale o  jednakowym kształcie (na przykład drewniana kula i  wydrążona ołowiana kula o  takich samych średnicach), tak aby napotykały jednakowy opór powietrza. Reszta jest już historią, a  w  każdym razie powinna. Galileusz wykazał, że prędkość swobodnego spadania zupełnie nie zależy od masy spadającego ciała. (Nie wiedział, co prawda, dlaczego tak jest; dopiero Einstein zdołał to zrozumieć w  1905 roku). Arystotelicy odebrali lekcję, której nigdy mu nie zapomnieli ani nie wybaczyli.
       Czy mamy tu do czynienia z  nauką czy z showbiznesem? Po trosze z  jednym i  drugim. Zresztą nie tylko eksperymentatorzy wykazują podobne inklinacje. Richard Feynman, wielki teoretyk (ale on zawsze namiętnie interesował się eksperymentem), znalazł się w  samym centrum publicznego zainteresowania, gdy był jednym z  członków komisji badającej przyczyny katastrofy promu kosmicznego Challenger. Rozgorzała wtedy dyskusja wokół tego, czy zastosowane w  budowie promu uszczelki o  kołowym przekroju zachowują swoje własności w  niskich temperaturach. Feynman zakończył tę dysputę jednym prostym gestem: gdy wszystkie kamery były na niego skierowane, wrzucił kawałek uszczelki do stojącej przed nim szklanki z  wodą i  lodem i  pozwolił wszystkim naocznie się przekonać, co się dzieje z  uszczelką. Czy nie należy przypuszczać, że Feynman, podobnie jak Galileusz, z  góry wiedział, jaki będzie wynik eksperymentu?
       W  obecnej dekadzie Galileuszowy eksperyment na wieży wyłonił się z  mroków historii w  zupełnie nowym świetle. Chodzi o  możliwość istnienia „piątej siły”, hipotetycznego dodatku do newtonowskiego prawa powszechnego ciążenia, który miałby spowodować niezmiernie małą różnicę w  czasie spadania, dajmy na to, dwóch kul, miedzianej i  ołowianej. Różnica ta przy locie z  wieży o  wysokości 30 metrów  miałaby nie przekraczać miliardowej części sekundy. W  czasach Galileusza byłby to niewyobrażalnie mały przedział czasowy, ale przy dzisiejszych możliwościach technicznych jego pomiar stanowi wprawdzie pewną trudność, jest jednak wykonalny. Na razie przesłanki świadczące o  istnieniu „piątej siły”, które pojawiły się pod koniec lat osiemdziesiątych, prawie zupełnie zniknęły, ale nie przestawaj śledzić prasy, drogi Czytelniku, w  każdej bowiem chwili mogą pojawić się najświeższe doniesienia na ten niezwykle interesujący temat.
góra strony
poprzedni fragment następny fragment
Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach