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 - Ewolucja fizyki 
  Indeks
Wielkie wykłady
Jak powstawała
Ewolucja fizyki

Triumfy poglądu
mechanistycznego

Upadek poglądu
mechanistycznego

Pole i teoria
względności

Obraz polowy
Dwa filary teorii pola
Rzeczywistość pola
Pole i eter
Rusztowanie mech.
Eter i ruch
Czas, odległość, . . .
Teoria względności
Continuum . . .
Ogólna teoria wzgl.
Wewnątrz i . . .
Geometria i . . .
Potwierdzenie teorii
Pole i materia
Streszczamy
Kwanty
  Źródło
Albert Einstein, Leopold Infeld
EWOLUCJA FIZYKI
Rozwój poglądów od najważniejszych pojęć do teorii względności i kwantów

W przekładzie Ryszarda Gajewskiego


  Pole i eter
 
Pole i eter
 
F
ala elektromagnetyczna jest falą poprzeczną i rozchodzi się w próżni z prędkością światła. Okoliczność, że ich prędkości są takie same, każe się domyślać bliskiego związku między zjawiskami optycznymi i elektromagnetycznymi.
       Kiedy musieliśmy wybierać między teorią korpuskularną a falową, rozstrzygnęliśmy na korzyść teorii falowej. Argumentem, który najsilniej wpłynął na naszą decyzję, było uginanie się światła. Nie popadniemy jednak w sprzeczność z żadnym wyjaśnieniem faktów optycznych, jeśli założymy również, że fala świetlna jest falą elektromagnetyczną. Przeciwnie, założenie takie pozwoli nam wyciągnąć jeszcze nowe wnioski. Jeśli istotnie tak jest, to między optycznymi i elektrycznymi właściwościami materii musi istnieć pewien związek, który można wyprowadzić z teorii. Fakt, że takie wnioski można rzeczywiście wyciągnąć i że zostają potwierdzone doświadczalnie, jest zasadniczym argumentem na korzyść elektromagnetycznej teorii światła.
       Ten doniosły wynik zawdzięczamy teorii pola. Ta sama teoria obejmuje dwie, na pozór nie związane z sobą, dziedziny wiedzy. Te same równania Maxwella opisują zarówno indukcję elektryczną, jak i załamanie się światła. Jeśli dążymy do opisania wszystkiego, co się kiedykolwiek zdarzyło lub może zdarzyć, za pomocą jednej teorii, to takie połączenie optyki i elektryczności jest niewątpliwie wielkim krokiem naprzód. Z fizycznego punktu widzenia jedyną różnicą pomiędzy zwykłą falą elektromagnetyczną a falą świetlną jest długość fali – bardzo mała dla wykrywanych ludzkim okiem fal świetlnych, a duża dla wykrywanych przez odbiornik radiowy zwykłych fal elektromagnetycznych.
       Stary pogląd mechanistyczny usiłował sprowadzić wszystkie zjawiska przyrody do sił działających między cząstkami materialnymi. Na tym naiwnym poglądzie opierała się pierwsza teoria płynów elektrycznych. Dla fizyka początku dziewiętnastego wieku pole nie istniało. Rzeczywista była dla niego tylko substancja oraz jej zmiany. Działanie na siebie dwóch ładunków elektrycznych próbował opisać, używając pojęć odnoszących się bezpośrednio do obu ładunków.
       Pojęcie pola było z początku jedynie sposobem ułatwiającym zrozumienie zjawisk z mechanistycznego punktu widzenia. W nowym języku pola istotne znaczenie w zrozumieniu działania na siebie dwóch ładunków mają nie same ładunki, lecz opis pola między nimi. Znaczenie nowych pojęć stale wzrastało, aż wreszcie pole usunęło w cień substancję. Uświadomiono sobie, że w fizyce zdarzyło się coś bardzo ważnego. Powstał nowy byt, nowe pojęcie, dla którego nie było miejsca w opisie mechanistycznym. Powoli i z oporami pojęcie pola wywalczyło sobie czołowe miejsce w fizyce i pozostało jednym z podstawowych pojęć fizycznych.
       Niesprawiedliwością byłoby jednak uważać, że nowa teoria polowa uwolniła naukę od błędów starej teorii płynów elektrycznych, albo że nowa teoria burzy osiągnięcia starej. Nowa teoria podkreśla zarówno zasługi, jak i ograniczenia starej i pozwala spojrzeć na stare pojęcia z nowego, wyższego punktu widzenia. Dotyczy to nie tylko teorii płynów elektrycznych i teorii pola, ale wszystkich, nawet najbardziej rewolucyjnych zmian teorii fizycznych. Na przykład w naszym przypadku wciąż jeszcze odnajdujemy w teorii Maxwella pojęcia ładunku elektrycznego, choć ładunek rozumiemy teraz tylko jako źródło pola elektrycznego. Prawo Coulomba w dalszym ciągu obowiązuje i jest zawarte w równaniach Maxwella, z których można je wyprowadzić jako jeden z licznych wniosków. Starą teorię możemy nadal stosować wszędzie tam, gdzie badamy fakty z zakresu jej ważności, ale równie dobrze możemy używać i nową teorię, gdyż obejmuje ona wszystkie znane fakty.
       Używając porównania, moglibyśmy powiedzieć, że stworzenie nowej teorii nie jest czymś w rodzaju zburzenia stodoły i wzniesienia na jej miejscu drapacza chmur. Przypomina to raczej wspinanie się na górę, uzyskiwanie nowych, bardziej rozległych widoków, odkrywanie nieoczekiwanych związków między punktem, z którego wyszliśmy, a jego bogatym otoczeniem. Ale punkt, z którego wyruszyliśmy, wciąż istnieje i można go dostrzec, choć wydaje się teraz mniejszy i tworzy maleńką cząstkę rozległego widoku, który uzyskiwaliśmy, stopniowo pokonując przeszkody w naszej śmiałej wspinaczce.
       Wiele czasu upłynęło, nim zdano sobie sprawę z całej treści teorii Maxwella. Zrazu uważano pole za coś, co będzie można później zinterpretować mechanistycznie za pomocą eteru. Gdy zorientowano się, że program ten jest nie do przeprowadzenia, osiągnięcia teorii pola stały się już zbyt poważne, aby można było powrócić do mechanistycznego dogmatu. Z drugiej strony zagadnienie skonstruowania mechanistycznego modelu eteru robiło się coraz mniej ciekawe, a wynik, wobec narzuconych i sztucznych założeń, coraz mniej zachęcający.
       Wydaje się, że jedynym dla nas wyjściem jest pogodzić się z faktem, iż przestrzeń ma fizyczną własność przenoszenia fal elektromagnetycznych, i nie przejmować się zbytnio sensem tego stwierdzenia. Nadal możemy używać słowa „eter”, ale tylko do wyrażania pewnej fizycznej własności przestrzeni. Słowo to wiele razy w dziejach nauki zmieniało swe znaczenie. Dziś nie oznacza już ono ośrodka zbudowanego z cząsteczek. Dalszą jego historię, bynajmniej nie zakończoną, znajdujemy w teorii względności.
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