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


  Eter i ruch
 
Eter i ruch
 
Z
asada względności Galileusza obowiązuje w stosunku do zjawisk mechanicznych. Do wszystkich poruszających się względem siebie układów inercjalnych stosują się te same prawa mechaniki. Czy zasada ta obowiązuje również w stosunku do zjawisk niemechanicznych, zwłaszcza tych, dla których tak ważne okazały się pojęcia polowe? Wszystkie zagadnienia związane z tym pytaniem doprowadzają nas natychmiast do punktu wyjścia teorii względności.
       Pamiętamy, że prędkość światła w próżni, czyli, innymi słowy, w eterze, wynosi 300 000 kilometrów na sekundę i że światło jest rozchodzącą się w eterze falą elektromagnetyczną. Pole elektromagnetyczne niesie energię, która raz wysłana ze źródła, ma niezależny byt. Na razie będziemy w dalszym ciągu uważali, że ośrodkiem, w którym rozchodzą się fale elektromagnetyczne, a więc i fale świetlne, jest eter, mimo że doskonale zdajemy sobie sprawę z licznych trudności wiążących się z jego strukturą mechaniczną.
       Siedzimy w zamkniętym pokoju, tak izolowanym od świata zewnętrznego, że powietrze nie może ani wpływać do środka, ani wypływać na zewnątrz. Jeśli siedzimy nieruchomo i rozmawiamy, to z fizycznego punktu widzenia wytwarzamy fale dźwiękowe, które rozchodzą się ze swego spoczywającego źródła z prędkością dźwięku w powietrzu. Gdyby między ustami a uchem nie było powietrza lub innego ośrodka materialnego, nie moglibyśmy wykryć dźwięku. Doświadczenie wykazało, że prędkość dźwięku w powietrzu jest we wszystkich kierunkach taka sama, jeśli tylko nie ma wiatru i powietrze w wybranym u. w. pozostaje w spoczynku.
       Wyobraźmy sobie teraz, że nasz pokój porusza się w przestrzeni ruchem jednostajnym. Człowiek stojący na zewnątrz widzi przez szklane ściany pokoju (czy też – jeśli ktoś woli – pociągu) wszystko, co się dzieje w środku. Z pomiarów obserwatora wewnętrznego może on obliczyć prędkość dźwięku względem swego, związanego z otoczeniem u. w., w stosunku do którego porusza się pokój. Mamy tu znów stary, wielokrotnie omawiany problem wyznaczania prędkości w jednym u. w., jeśli jest ona znana w innym.
       Obserwator w pokoju twierdzi: prędkość dźwięku jest dla mnie we wszystkich kierunkach taka sama.
       Obserwator zewnętrzny twierdzi: wyznaczona w moim u. w. prędkość dźwięku rozchodzącego się w ruchomym pokoju nie jest we wszystkich kierunkach taka sama. W kierunku ruchu pokoju jest ona większa od normalnej prędkości dźwięku, a w kierunku przeciwnym – mniejsza.
       Wnioski te wynikają z transformacji klasycznych i mogą być potwierdzone doświadczalnie. Pokój unosi w swym wnętrzu ośrodek materialny – powietrze, w którym rozchodzą się fale dźwiękowe, toteż prędkość głosu będzie inna dla obserwatora wewnętrznego, a inna dla zewnętrznego.
       Z teorii dźwięku, jako fali rozchodzącej się w ośrodku materialnym, możemy wyciągnąć również dalsze wnioski. Jeden ze sposobów, choć z pewnością nie najprostszy, aby nie słyszeć tego, co ktoś mówi, polega na tym, by biec z prędkością – względem otaczającego mówcę powietrza – większą od prędkości dźwięku. Wytwarzane fale dźwiękowe nie będą wówczas nigdy mogły dojść do naszych uszu. Jeślibyśmy natomiast nie dosłyszeli ważnego słowa, które nie będzie już nigdy powtórzone, musielibyśmy biec z prędkością większą od prędkości głosu, aby dogonić wytworzoną falę i schwytać to słowo. W żadnym z tych przykładów nie ma nic nierozsądnego, poza tym że w każdym z nich trzeba by biec z prędkością około trzystu trzydziestu metrów na sekundę. W gruncie rzeczy kula wystrzelona z karabinu porusza się z prędkością większą od prędkości dźwięku i umieszczony na niej człowiek nigdy nie usłyszałby huku wystrzału.
       Wszystkie te przykłady mają charakter czysto mechanistyczny, toteż można teraz zadać ważne pytanie: czy to, co zostało dotąd powiedziane o fali głosowej, można by powtórzyć w odniesieniu do fali świetlnej? Czy zasada względności Galileusza i transformacja klasyczna stosują się do zjawisk optycznych i elektrycznych równie dobrze jak do mechanicznych? Byłoby ryzykiem odpowiedzieć na to pytanie „tak” lub „nie” bez głębszego wniknięcia w jego znaczenie.
       W przypadku fali dźwiękowej w pokoju, poruszającym się ruchem jednostajnym względem zewnętrznego obserwatora, bardzo istotne znaczenie przy wyciąganiu wniosków mają następujące kroki pośrednie:
       Poruszający się pokój unosi powietrze, w którym rozchodzi się fala dźwiękowa.
       Prędkości obserwowane w dwóch u. w., poruszających się względem siebie ruchem jednostajnym, są związane transformacją klasyczną.
       W przypadku światła trzeba odpowiedni problem sformułować trochę inaczej. Tym razem obserwatorzy w pokoju nie rozmawiają, lecz wysyłają we wszystkich kierunkach sygnały świetlne, czyli fale świetlne. Załóżmy następnie, że źródła wysyłające sygnały świetlne pozostają względem pokoju stale w spoczynku. Fale świetlne biegną w eterze zupełnie tak samo, jak fale dźwiękowe biegły w powietrzu.
       Czy pokój unosi z sobą eter, tak jak unosił powietrze? Na to pytanie bardzo trudno jest odpowiedzieć, gdyż nie mamy mechanistycznego obrazu eteru. Powietrze zawarte w zamkniętym pokoju musi się poruszać wraz z nim. Oczywiście nie ma sensu myśleć w ten sposób o eterze, gdyż przenika on wszędzie i jest w nim zanurzona cała materia. Dla eteru nie ma zamkniętych drzwi. „Poruszający się pokój” oznacza teraz tylko ruchomy u. w., z którym związane jest sztywno źródło światła. Można sobie jednak wyobrazić taką sytuację, że poruszający się wraz ze źródłem światła pokój unosi z sobą eter, tak jak zamknięty pokój unosił źródło głosu i powietrze. Równie dobrze można sobie wyobrazić sytuację odwrotną: pokój żegluje przez eter jak statek po idealnie spokojnym morzu, poruszając się w ośrodku, lecz ani trochę go nie unosząc. W naszym pierwszym obrazie pokój, poruszający się wraz ze źródłem światła, unosi eter. Możliwa jest wówczas analogia z falą dźwiękową i można wyciągnąć zupełnie podobne wnioski. W drugim – pokój, poruszający się wraz ze źródłem światła, nie unosi eteru. Nie można tu przeprowadzać analogii z falą świetlną i wnioski wyciągnięte w przypadku fali dźwiękowej tracą ważność w przypadku fali świetlnej. Są to dwie możliwości graniczne. Moglibyśmy sobie wyobrazić możliwość jeszcze bardziej skomplikowaną: pokój, poruszający się wraz ze swym źródłem światła, który unosiłby eter tylko częściowo. Nie warto jednak zastanawiać się nad bardziej skomplikowanymi założeniami, zanim się nie przekonamy, za którym z dwóch prostszych przypadków granicznych przemawia doświadczenie.
       Zaczniemy od pierwszego obrazu, zakładając na razie, że eter jest unoszony przez pokój, poruszający się wraz ze swym sztywno związanym źródłem światła. Jeśli wierzymy w prostą zasadę transformacyjną dla prędkości fal dźwiękowych, możemy teraz zastosować nasze wnioski do fal świetlnych. Nie ma powodu, by wątpić w proste prawo transformacyjne mechaniki, które po prostu głosi, że w jednych przypadkach prędkości trzeba dodać, w innych odjąć. Dlatego przyjmiemy na chwilę oba założenia: że pokój, poruszający się wraz ze swym źródłem światła, unosi eter oraz że obowiązuje transformacja klasyczna.
       Jeśli zapalam światło, którego źródło jest sztywno związane z pokojem, to prędkość sygnału świetlnego ma dobrze znaną wartość doświadczalną trzystu tysięcy kilometrów na sekundę. Ale obserwator zewnętrzny zauważy ruch pokoju, a więc i źródła, a ponieważ eter jest unoszony, musi wyciągnąć wniosek: prędkość światła w moim u. w. jest w różnych kierunkach inna. W kierunku ruchu pokoju jest ona większa od zwykłej prędkości światła, w kierunku przeciwnym – mniejsza. Nasz wniosek brzmi więc: jeżeli pokój, poruszający się wraz ze swym źródłem światła, unosi eter i jeżeli obowiązują prawa mechaniki, to prędkość światła musi zależeć od prędkości źródła światła. Światło dochodzące do naszych oczu z poruszającego się źródła będzie miało większą prędkość, gdy ruch odbywa się do nas, a mniejszą, gdy zachodzi on w przeciwną stronę.
       Gdybyśmy się potrafili poruszać z szybkością większą od szybkości światła, powinniśmy móc uciec przed sygnałem świetlnym. Moglibyśmy oglądać dawno minione zdarzenia, doganiając w tym celu dawniej wysłane fale świetlne. Chwytalibyśmy je przy tym w kolejności odwrotnej do tej, w jakiej zostały kiedyś wysłane, tak że ciąg zdarzeń zachodzących na Ziemi przypominałby film, pokazywany w odwróconym kierunku, z happy endem na początku. Wszystkie te wnioski wynikają z założenia, że ruchomy u. w. unosi z sobą eter oraz że obowiązują prawa transformacyjne mechaniki. Gdyby tak było, analogia między światłem a dźwiękiem byłaby zupełna.
       Nic jednak nie wskazuje na prawdziwość tych wniosków. Przeciwnie, wszystkie obserwacje dokonane dla ich potwierdzenia przeczą im. Wyrok ten nie pozostawia najmniejszych wątpliwości, choć uzyskano go drogą doświadczeń pośrednich, a to ze względu na wielkie trudności techniczne spowodowane ogromną wartością prędkości światła. Prędkość światła jest we wszystkich u. w. zawsze taka sama, niezależnie od tego, czy źródło światła porusza się, czy nie, i jak to robi.
       Nie będziemy się wdawać w szczegółowy opis licznych doświadczeń, z których można ten wniosek wyciągnąć. Możemy jednak przytoczyć kilka bardzo prostych argumentów, które, choć nie dowodzą niezależności prędkości światła od ruchu źródła, to jednak czynią ten fakt przekonującym i zrozumiałym.
       W naszym układzie planetarnym Ziemia i inne planety krążą dokoła Słońca. Nic nam nie wiadomo o istnieniu innych układów planetarnych, podobnych do naszego. Istnieje jednak wiele układów gwiazd podwójnych, składających się z dwóch gwiazd, krążących wokół punktu zwanego ich środkiem ciężkości. Obserwacje ruchu takich gwiazd podwójnych wykazują słuszność prawa ciążenia Newtona. Przypuśćmy teraz, że szybkość światła zależy od prędkości wysyłającego je ciała. Wówczas sygnał, to znaczy promień światła z gwiazdy, będzie biegł szybciej lub wolniej, zależnie od tego, jaka była prędkość gwiazdy w chwili jego wysłania. Obraz ruchu byłby wówczas bardzo zagmatwany i nie można by potwierdzić dla odległych gwiazd podwójnych słuszności tego samego prawa ciążenia, które rządzi naszym układem planetarnym.
       Rozważmy inne doświadczenie, którego myśl jest bardzo prosta. Wyobraźmy sobie bardzo szybko obracające się koło. Według naszego założenia koło unosi z sobą eter, który bierze udział w ruchu. Fala świetlna biegnąca w pobliżu koła miałaby inną szybkość, gdy koło jest nieruchome, a inną – gdy się kręci. Prędkość światła w spoczywającym eterze powinna się różnić od prędkości w eterze wprawianym w szybki ruch przez obroty koła, tak jak różna jest prędkość fali dźwiękowej w spokojne i wietrzne dnie. Ale różnicy takiej się nie wykrywa! Niezależnie od tego, z której strony podchodzimy do zagadnienia i jakie proponujemy doświadczenie rozstrzygające, wynik przemawia zawsze przeciw założeniu eteru unoszonego przez ruch. Wniosek z naszych rozważań popartych przez rozumowanie bardziej szczegółowe i fachowe brzmi więc:
       Prędkość światła nie zależy od ruchu wysyłającego je źródła.
       Nie wolno zakładać, że poruszające się ciało unosi z sobą otaczający je eter.
       Musimy zatem zrezygnować z analogii między falami świetlnymi i dźwiękowymi i przejść do drugiej możliwości, w myśl której wszystkie ciała materialne poruszają się w eterze, który w tym ruchu nie bierze najmniejszego udziału. Znaczy to, że zakładamy istnienie morza eteru, a wszystkie u. w. albo w nim spoczywają, albo się względem niego poruszają. Zostawmy na chwilę na uboczu zagadnienie, czy doświadczenie potwierdza tę teorię, czy ją obala. Spróbujemy najpierw dokładniej zrozumieć sens tego nowego założenia i wnioski, które z niego można wyciągnąć.
       Istnieje u. w., który spoczywa w morzu eteru. W mechanice nie można było wyróżnić żadnego z wielu u. w. poruszających się względem siebie ruchem jednostajnym. Wszystkie takie u. w. były równie „dobre” lub „złe”. Jeśli mamy dwa u. w. poruszające się względem siebie ruchem jednostajnym, to w mechanice nie ma sensu pytać, który z nich się porusza, a który spoczywa. Obserwować można tylko względny ruch jednostajny. Nie można mówić o bezwzględnym ruchu jednostajnym, a to z uwagi na zasadę względności Galileusza. Co mamy na myśli mówiąc, że istnieje nie tylko względny, ale i bezwzględny ruch jednostajny. Po prostu to, że istnieje jeden u. w., w którym niektóre prawa przyrody są inne niż we wszystkich pozostałych. A także i to, że każdy obserwator może wykryć, czy jego u. w. spoczywa, czy się porusza, porównując obowiązujące w nim zasady z prawami stosowanymi w owym jedynym układzie, który posiada absolutny monopol służenia za wzorzec. Rzeczy mają się tu zupełnie inaczej niż w mechanice klasycznej, gdzie z uwagi na prawo bezwładności Galileusza pojęcie bezwzględnego ruchu jednostajnego nie ma sensu.
       Jakie wnioski w dziedzinie zjawisk polowych można wyciągnąć z założenia, że ruch zachodzi w eterze? Znaczyłoby to, że istnieje jeden, wyróżniony spośród wszystkich innych u. w., spoczywający względem morza eteru. Oczywiście w tym u. w. prawa przyrody muszą być inne, w przeciwnym razie zwrot „ruch w eterze” nie miałby sensu. Jeśli obowiązuje zasada względności Galileusza, to ruch w eterze w ogóle nie ma sensu. Tych dwóch pojęć nie da się pogodzić. Jeśli jednak istnieje jeden szczególny, ustalony przez eter u. w., wówczas pojęcia „bezwzględnego ruchu” lub „bezwzględnego spoczynku” mają zupełnie określone znaczenie.
       Doprawdy nie mamy wyboru. Próbowaliśmy ocalić zasadę bezwładności Galileusza, przyjmując, że układy unoszą z sobą swój eter, ale to doprowadziło nas do sprzeczności z doświadczeniem. Jedyne wyjście to porzucić zasadę względności Galileusza i wypróbować założenie, że wszystkie ciała poruszają się w spokojnym morzu eteru.
       Nasz następny krok polegać będzie na rozważeniu pewnych wniosków, które przeczą zasadzie względności Galileusza, a popierają założenie o ruchu w eterze, oraz na poddaniu ich próbie doświadczenia. Doświadczenia takie dość łatwo sobie wyobrazić, ale bardzo trudno wykonać. Ponieważ jednak zajmujemy się tu tylko pojęciami, możemy się trudnościami technicznymi nie przejmować.
       Wróćmy do naszego poruszającego się pokoju z dwoma obserwatorami, wewnętrznym i zewnętrznym. Obserwator zewnętrzny reprezentować będzie wzorcowy u. w. wyznaczony przez morze eteru. Jest to wyróżniony u. w., w którym prędkość światła ma zawsze tę samą normalną wartość. Pokój i związany z nim obserwator poruszają się w eterze. Wyobraźmy sobie, że pośrodku pokoju zapalono i zgaszono światło oraz że ściany pokoju są przezroczyste, tak że obaj obserwatorzy, wewnętrzny i zewnętrzny, mogą mierzyć prędkość światła. Gdybyśmy zapytali obu obserwatorów, jakie spodziewają się otrzymać wyniki, odpowiedzieliby mniej więcej tak:
       O b s e r w a t o r   z e w n ę t r z n y:   Mój u. w. jest wyznaczony przez morze eteru. Prędkość światła ma w moim u. w. zawsze normalną wartość. Nie muszę się troszczyć o to, czy źródło światła lub inne ciało ruszają się, czy nie, ponieważ nigdy nie unoszą one z sobą mojego morza eteru. Mój u. w. jest wyróżniony spośród wszystkich innych i prędkość światła musi w nim mieć swą wartość normalną, bez względu na kierunek wiązki światła lub ruch jego źródła.
       O b s e r w a t o r   w e w n ę t r z n y:   Mój pokój porusza się w morzu eteru. Jedna ściana ucieka przed światłem, druga biegnie mu naprzeciw. Gdyby pokój poruszał się względem morza eteru z prędkością światła, światło wysłane ze środka nigdy nie doszłoby do ściany uciekającej z prędkością światła. Gdyby prędkość pokoju była mniejsza od prędkości światła, fala wysłana ze środka pokoju dobiegłaby do jednej ściany wcześniej niż do drugiej, mianowicie wcześniej do ściany biegnącej naprzeciw fali świetlnej niż do ściany, która się od tej fali oddala. Toteż choć źródło światła jest w moim u. w. sztywno związane, to jednak prędkość światła nie będzie we wszystkich kierunkach taka sama. Będzie ona mniejsza w kierunku ruchu względem morza eteru, gdyż w tym przypadku ściana ucieka przed falą, zaś większa w kierunku przeciwnym, gdyż wtedy ściana biegnie naprzeciw fali, starając się z nią spotkać wcześniej.
       Tak więc prędkość światła powinna być jednakowa we wszystkich kierunkach tylko w jednym u. w., wyróżnionym przez morze eteru. W innych u. w., poruszających się względem morza eteru, powinna ona zależeć od kierunku, w którym ją mierzymy.
       Rozważone przed chwilą doświadczenie rozstrzygające pozwala poddać próbie teorię ruchu w eterze. Istotnie, przyroda daje nam do dyspozycji układ poruszający się ze stosunkowo dużą prędkością – jest to Ziemia w rocznym obiegu dokoła Słońca. Jeśli nasze założenie jest poprawne, to prędkość światła w kierunku ruchu Ziemi powinna się różnić od prędkości w kierunku przeciwnym. Można tę różnicę obliczyć i zaprojektować odpowiednie doświadczenie. Ze względu na wynikające z teorii małe różnice czasów, trzeba obmyślić bardzo sprytne urządzenie. Dokonano tego w słynnym doświadczeniu Michelsona-Morleya. Jego wynik był wyrokiem „śmierci” na teorię spokojnego morza eteru, w którym porusza się wszelka materia. Nie udało się wykryć żadnej zależności szybkości światła od kierunku. Gdyby przyjąć teorię morza eteru, wówczas nie tylko szybkość światła, ale i inne zjawiska polowe powinny wykazywać zależność od kierunku. Wszystkie doświadczenia dały taki sam negatywny wynik, jak doświadczenie Michelsona-Morleya; żadne z nich nie wykazało jakiejkolwiek zależności od kierunku ruchu Ziemi.
       Sytuacja staje się coraz poważniejsza. Wypróbowaliśmy dwa założenia. Według pierwszego – poruszające się ciała unoszą eter z sobą. Założeniu temu przeczy fakt, że prędkość światła nie zależy od ruchu źródła. Według drugiego – istnieje jeden wyróżniony u. w., a poruszające się ciała nie unoszą eteru, lecz żeglują przez wiecznie spokojne morze eteru. Jeśli tak jest, to nie obowiązuje zasada względności Galileusza i szybkość światła nie może być w każdym u. w. taka sama. I znów popadamy w sprzeczność z doświadczeniem.
       Próbowano bardziej sztucznych teorii zakładających, że prawda leży gdzieś między tymi dwoma przypadkami granicznymi: że poruszające się ciała unoszą eter tylko częściowo. Ale wszystkie zawiodły! Wszystkie próby wytłumaczenia zjawisk elektromagnetycznych w poruszających się u. w. za pomocą ruchu eteru, ruchu w eterze lub obu tych ruchów naraz – okazały się nieskuteczne.
       Powstała w ten sposób jedna z najbardziej dramatycznych sytuacji w historii nauki. Wszystkie założenia dotyczące eteru prowadziły w ślepy zaułek! Doświadczenie wydawało zawsze wyrok negatywny. Spoglądając wstecz na rozwój fizyki widzimy, że eter wkrótce po swym urodzeniu stał się enfant terrible rodziny substancji fizycznych. Po pierwsze, skonstruowanie prostego mechanistycznego modelu eteru okazało się niemożliwe i trzeba było go zaniechać. Przyczyniło się to w znacznym stopniu do upadku poglądu mechanistycznego. Po drugie, musieliśmy się wyrzec nadziei na to, że dzięki istnieniu morza eteru można będzie wyróżnić jeden u. w., co by doprowadziło do uznania ruchu bezwzględnego, a nie tylko względnego. Byłby to, poza przenoszeniem fal, jedyny sposób, w który eter mógłby wykazać i usprawiedliwić swoje istnienie. Wszystkie nasze usiłowania w kierunku uczynienia z eteru czegoś rzeczywistego – zawiodły. Nie ujawnił on ani swej struktury mechanicznej, ani ruchu bezwzględnego. Spośród wszystkich własności eteru nie ostała się żadna, z wyjątkiem tej jednej, dla której go wymyślono, to jest zdolność przenoszenia fal elektromagnetycznych. Próby wykrycia własności eteru doprowadziły nas do trudności i sprzeczności. Po tak przykrych doświadczeniach nadeszła chwila, by o eterze zupełnie zapomnieć i postarać się nigdy go nie wspominać. Powiemy po prostu, że nasza przestrzeń ma fizyczną własność przenoszenia fal, i w ten sposób unikniemy wypowiadania słowa, którego postanowiliśmy nie używać.
       Oczywiście określenie słowa ze słownika nie jest ratunkiem. Nasze kłopoty są niestety zbyt poważne, by można się ich było w ten sposób pozbyć.
       Nie troszcząc się już więcej o „e..r”, zestawmy teraz fakty dostatecznie potwierdzone przez doświadczenie:
(1) Prędkość światła w próżni ma zawsze normalną wartość, która nie zależy od ruchu ani źródła, ani odbiornika światła.
(2) W dwóch u. w. poruszających się względem siebie ruchem jednostajnym wszystkie prawa przyrody są ściśle takie same i nie ma sposobu wyróżnienia bezwzględnego ruchu jednostajnego.
Wiele doświadczeń potwierdza powyższe dwa twierdzenia, a żadne im nie przeczy. Pierwsze twierdzenie wyraża stałość prędkości światła, drugie uogólnia sformułowaną dla zjawisk mechanicznych zasadę względności Galileusza na wszystkie zjawiska przyrody.
       W mechanice widzieliśmy, że jeśli prędkość punktu materialnego względem danego u. w. jest taka a taka, to w innym u. w., poruszającym się względem pierwszego ruchem jednostajnym, będzie ona inna. Wynika to z prostych zasad transformacyjnych mechaniki. Są one bezpośrednio dostępne naszej intuicji (człowiek poruszający się względem statku i brzegu) i pozornie nie można im nic zarzucić. Ale to prawo transformacyjne pozostaje w sprzeczności ze stałym charakterem prędkości światła. Czyli, innymi słowy, dodajemy trzecią zasadę:
(3) Położenia i prędkości zmieniają się przy przejściu od jednego układu inercjalnego do drugiego zgodnie z transformacją klasyczną. Mamy więc jawną sprzeczność. Nie można pogodzić z sobą (1), (2) i (3).
Transformacja klasyczna wydaje się zbyt oczywista i prosta, aby ją próbować zmieniać. Próbowaliśmy już zmienić (1) i (2), ale doszliśmy do rozbieżności z doświadczeniem. Wszystkie teorie dotyczące ruchu „e..u” wymagały zmiany (1) i (2), co było nie do przyjęcia. Raz jeszcze widzimy, jak poważne są nasze trudności. Trzeba nam nowego tropu. Trop ten znajdziemy,   p r z y j m u j ą c   p o d s t a w o w e   z a ł o ż e n i a   (1) i (2), i, choć się to wydaje dziwne,   o d r z u c a j ą c   (3). Nowy trop bierze początek w analizie pojęć najbardziej podstawowych i pierwotnych; wykażemy, jak ta analiza zmusza nas do zmiany starych poglądów i usuwa wszystkie nasze trudności.
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