|
Chcesz wiedzieć więcej? Zamów dobrą książkę. Propozycje Racjonalisty: | | |
|
|
|
|
Science »
Kopernik a zasada względności ruchu [4] Author of this text: Jerzy Drewnowski
Dwa pierwsze zjawiska, podobnie jak doświadczenie opisane
przez Bruna — z przedmiotem upuszczanym na pokład statku, ukazują takie same
skutki ruchu jednostajnego i spoczynku, ostatnia zaś opinia jednakowe warunki, w których znajduje się zarówno przedmiot nieruchomy, jak i odbywający ruch
jednostajny. Te niewątpliwie i tym podobne stwierdzenia i obserwacje
doprowadziły później nie tylko do sformułowania prawa bezwładności, lecz
umożliwiły także stworzenie tzw. ograniczonej zasady względności, traktującej
ruchy jednostajne pod pewnymi względami na równi ze spoczynkiem. Jednakże nie
było to już zasługą Galileusza, lecz późniejszych uczonych kontynuujących jego
badania. Uczeni ci przezwyciężając antyczne i średniowieczne poglądy na naturę
ruchu powoływali się na Galileusza jako na źródło swych inspiracji. Podobnie
dzisiejsi badacze jego dorobku myślowego wysnuwają z jego tekstów nigdy tam w całości i expressis verbis nie sformułowaną koncepcję ruchu, w której rysują się
bez wątpienia bardzo wyraźnie zadatki postawy relatywistycznej. [ 34 ]
Jednakże sam Galileusz w swym pojmowaniu ruchu i spoczynku pozostawał mimo swych
nowatorskich spostrzeżeń i pomysłów na polu kinematyki pod przemożnym wpływem
dawnych poglądów. Jego tradycyjną postawę w tym zakresie ilustruje wiele miejsc w jego tekstach, jak choćby te, w których ruch i spoczynek zostały potraktowane
jako dwa główne zjawiska w przyrodzie całkowicie ze sobą sprzeczne. [ 35 ] Dlatego
również ci ze współczesnych nam badaczy, którzy ideę względności ruchu wywodzą
od Galileusza, sami nieraz przyznają, iż ideę tę należałoby raczej wiązać z nazwiskami jego następców. [ 36 ] O krok od stwierdzenia względności ruchu był również
młodszy o więcej niż jedno pokolenie Piotr Gassendi. W jednym ze swych traktatów
opowiada on o doświadczeniu analogicznym do opisanego przez Galileusza
doświadczenia z przedmiotem spadającym z masztu. Różnica polegała tylko na tym,
że teraz przedmiot — był nim kamień — wyrzucano za burtę łodzi, płynącej ruchem
jednostajnym po przejrzystej wodzie. Ruch kamienia w wodzie obserwowano z łodzi i z brzegu. Gassendi stwierdza, że kamień porusza się w stosunku do brzegu
(chodzi o ruch w poziomie), ale dla osób znajdujących się na łodzi nie posiada
ruchu, tak samo jak wtedy, gdy się go upuszcza z nieruchomego mostu.
Stwierdzenie to nie prowadzi go jednak do dalszych uogólnień ani do wniosków o względnym charakterze wszelkiego ruchu. [ 37 ]
W okresie tych prób z łodzią wnioski takie były już
wyciągnięte. Wyciągnął je wielki przeciwnik Gassendiego w dziedzinie filozofii,
Kartezjusz. Oparł się jednak nie na doświadczeniach fizycznych, lecz na pewnych
założeniach z zakresu kosmologii. Względność ruchu w jego ujęciu jest całkowita,
obejmuje wszystkie rodzaje ruchów. To się porusza, co jest ruchome dla
obserwatora. Koncepcja ta wynika logicznie z kartezjańskiej wizji kosmosu,
składającego się z nieskończonej ilości wolnych od wszelkiej hierarchii wirów. W takim wszechświecie wszystko jak w wielkiej grze bilardowej porusza się wokół
wszystkiego [ 38 ] i dlatego trudno jakikolwiek układ lub ruch uznać za
wyróżniony. [ 39 ] To nowatorskie i śmiałe twierdzenie o powszechnej względności ruchu
wymagało jednak uzgodnienia ze szczegółowymi kwestiami współczesnej
Kartezjuszowi fizyki i astronomii. Kartezjusz nie potrafił tego uczynić i nawet
sam rozpatrując tego rodzaju kwestie nie był całkowicie konsekwentny. [ 40 ] I z tego zapewne powodu Huygens wysunął przeciwko niemu zarzut, że sprawy
względności ruchu nie przemyślał on w sposób dostateczny. [ 41 ]
Uzgodnienia z koncepcją względności wszelkiego ruchu wymagała zwłaszcza nowa
problematyka w dziedzinie fizyki, szczególnie w zakresie dynamiki. Najprostszym z rozwiązań było to, które zastosował tu Leibniz, traktując sprawy kinematyczne i dynamiczne w dwóch różnych płaszczyznach. Siły uważał on za pewną realność i w
niej doszukiwał się cech absolutu. Natomiast ruch był dla niego jedynie prostym,
zjawiskiem polegającym wyłącznie na względnej zmianie położenia. Wszelkie
założenia, według których przydzielamy ruch temu, a nie innemu ciału, mają tylko
znaczenie wygody. [ 42 ]
Za rzecz absurdalną uważał Leibniz absolutyzowanie tego zjawiska i rozstrzyganie
związanych z nim problemów przez porównanie do statku
tnącego na pełnych żaglach.
[ 43 ]
Swą koncepcję równoważności założeń popierał faktem zachowania prędkości
względnej dwóch ciał przy ich zderzeniu sprężystym. Rozciągał ją zarówno na
ruchy jednostajne po linii prostej, jak na ruchy po okręgu.
Z tak szerokim zakresem względności trudniej jednak było się pogodzić tym
uczonym, którzy skoncentrowani na fizycznych badaniach różnych rodzajów ruchu
nie potrafili tak łatwo uwolnić się od fascynacji kołem — tą najdoskonalszą z figur geometrycznych — i przejść do porządku nad specyfiką ruchu kołowego.
Wymowny przykład stanowią tu dzieje poglądów Huygensa, znane m.in. z jego
korespondencji z Leibnizem. Początkowo, przed 1659 r., w którym ogłosił swą
pierwszą pracę nad siłą odśrodkową, Huygens unikał rozróżnień między ruchem
rzeczywistym a względnym i wątpił w istnienie ruchu absolutnego. [ 44 ] Potem wszakże pogląd zmienił i przez
pewien czas przyjmował, że nie ma wprawdzie żadnej różnicy między ruchem
jednostajnym po linii prostej a spoczynkiem, jednakże ruch po okręgu jest czymś
innym i w nim zawarte jest pewne kryterium ruchu prawdziwego. [ 45 ] Ale i przy tym
twierdzeniu nie wytrwał długo: publikacja „Principiów" Newtona sprawiła, rzecz
ciekawa, że wrócił do kartezjanizmu, tzn. do przekonania o względności
wszelkiego ruchu łącznie z ruchem po okręgu. [ 46 ] Utwierdziło
go w tym przekonaniu, którego już nie porzucił, przeprowadzone przez siebie
doświadczenie z dwiema kulami, połączonymi nicią i obracającymi się wokół jej
środka: obie są w ruchu, a przecież ich pozycja względem siebie nie ulega
zmianie. [ 47 ]
Obracający się w kręgu podobnych pojęć i zagadnień Newton do konkluzji Huygensa
nie doszedł nigdy. Ale i on bliski był pojęciu względności. Jego pierwsze prawo
dynamiki jest przecież jakby zasadą względności dla ruchów jednostajnych, tyle
że wyrażoną w terminach sił. Przekonanie o specyficznym charakterze ruchu
kołowego, będącego przyczyną tak istotnego zjawiska jak siła odśrodkowa,
sprawiło, iż tutaj właśnie — podobnie jak przez pewien czas Huygens — dopatrywał
się znamion ruchu absolutnego. [ 49 ]
Tak więc znowu tylko ruch jednostajny po prostej został, przynajmniej w zakresie
powodujących go przyczyn, zrównany z bezruchem. Jednakże nawet w zakresie ruchów
jednostajnych prostoliniowych uniknął Newton relatywizmu, odnosząc wszelki ruch
prawdziwy do jednego absolutnego układu odniesienia; nie było nim już żadne
ciało niebieskie, jak w poprzednich stuleciach, lecz nieruchoma przestrzeń
wypełniona eterem. [ 48 ]
Dzięki temu
pomysłowi, nawiązującemu do arystotelesowskiej koncepcji ruchu jako zmiany
miejsca, idea ruchu absolutnego i takiegoż spoczynku żyła w myśli naukowej
jeszcze przez dwa pełne stulecia. Dopiero u schyłku XIX w. udało się wykazać jej
fałszywość doświadczalnie. Stało się to dzięki ujemnemu wynikowi słynnego
doświadczenia Michelsona-Morleya, które miało stać się później jedną z podstaw
teorii względności. Jego celem było sprawdzenie, czy hipotezę absolutnego ruchu
Ziemi ;- względem nieruchomego eteru — potwierdzają różnice prędkości światła
zależne od tego, czy biegnie ono w kierunku zgodnym z ruchem Ziemi po orbicie
okołoziemskiej, czy też w kierunku przeciwnym. Zauważmy, że i w naszym stuleciu
myśl, iż w kosmosie mimo gradacji różnego typu brak — inaczej niż w otaczającym
świecie ludzkim — jakiejkolwiek hierarchii, wydawała się zaskakująca. Jeszcze w latach pięćdziesiątych naszego wieku teza o równoważności wszystkich układów
odniesienia, stanowiąca fundament teorii względności Einsteina, była dla wielu
uczonych twierdzeniem nie do przyjęcia. Także dla uczonych starających się
myśleć egalitarnie. [ 50 ]
1 2 3 4 5 Dalej..
Footnotes: [ 34 ] Por. A. Koyré, wyd. cyt., s. 220; M. Clavelin, La philosophie naturelle de Galilée,
Paris 1968, s. 223-253. [ 35 ] Tamże,
s. 390. Przeciwstawienie ruchu spoczynkowi jako dwóch absolutnie różnych cech
przyrody zawiera się implicite również w dowodzeniach o nieprawdopodobieństwie
ruchu wielkiego wszechświata wokół małej Ziemi, tamże, s. 479-480. [ 36 ] Tak czyni
np. A. Koyré, wyd. cyt., s. 222. [ 37 ] Swe doświadczenie i wypływające z niego wnioski omawia Gassendi w traktacie De motu
impresso a motore translato, Paris 1650. Por. R. Dugas, La mécanique au XVe
siècle, Paris 1954, s. 111-113. [ 38 ] Swą koncepcję względności ruchu przedstawia Kartezjusz
obszernie w swych Principia philosophiae w części drugiej De principiis rerum materialium, zwłaszcza w akapitach XXIV, XLV: zob. Renati Descartes Principia Philosophiae, Amstelodami
1962, s. 32-42. [ 39 ] Nie traktując żadnego układu odniesienia jako wyróżniony,
Kartezjusz podkreśla jednak szczególną rolę ruchu względem bezpośredniego
otoczenia. Otóż dzięki temu ruchowi przedmiot wydziela się ze swego otoczenia i staje się w stosunku do niego odrębnym ciałem. Ruch ten nie jest jednak ruchem
absolutnym. Można bowiem układ odniesienia przenieść i wtedy poruszający się
przedmiot stanie się nieruchomy, a poruszać się będą otaczające go ciała. R.
Descartes, wyd. cyt., akapity XXX-XXXII, ś. 34-35; por. B.G. Kuzniecow, wyd. cyt., s.
89-90. [ 40 ] Por. R. Dugas, wyd. cyt., s. 199-200. [ 41 ] Zob. list
Huygensa do Leibniza z 29 V 1964 (wyd.) Ch. Huygens, Oeuvres complètes, Haga
1888-1950, t. 10, s. 614. Por. R. Dugas, o.c, s. 499. [ 42 ] Poglądy te
wyraził Leibniz m.in. w liście do Huygensa z 12-22 VI 1694 (wyd.) Ch. Huygens,
wyd. cyt., t. 10, s. 645-«46. Por. R. Dugas, wyd. cyt., s. 499. [ 43 ] Por. G.W.
Leibniz, Dynamica de Potentia, Mathematische Schriften, t. 6, s. 507. [ 44 ] Por. Ch.
Huygens, wyd. cyt., t. 16, s. 111 i 143. [ 45 ] J'ai cru
longtemps qu’l y avait dans le mouvement circulaire un critérium de mouvement
vrai, provenant de la force centrifuge — pisał Huygens, wróciwszy do poglądów
relatywistycznych; Tamże, s. 232; zob. też Tamże, s. 183. [ 47 ] Tamże, s. 223. Por. R. Dugas, wyd. cyt., s. 310. [ 49 ] Zob. I. Newton, wyd. cyt., Definitiones, s. 6-7. [ 48 ] Por. I. Newton, Philosophiae naturalis principia
mathematica, Amstelodami 1714 t. I, Sectio II De inventione virium centripetarum,
s. 34-48. Por. też list Leibniza do Huygensa z 12-22 VI 1694 (wyd.) Ch. Huygens,
wyd. cyt., t. 10, s. 645-646. Prawdziwy ruch absolutny różnił się dla Newtona od
ruchu względnego skutkami, jakie wywoływał, i w ten sposób dawał się rozpoznać.
Ruch absolutny powodował mianowicie powstanie sił bezwładności, których nie
wywoływał ruch względny; np. obrót wokół osi naczynia z wodą powoduje siły
odśrodkowe, które nie powstałyby, gdyby całemu światu nakazać obroty wokół
naczynia. Ruch absolutny odbywa się w absolutnej nieruchomej przestrzeni, ruch
względny — w przestrzeni względnej. [ 50 ] Por. Wielka encyklopedia radziecka, t. 31, 2 wyd.,
Moskwa, s. 412. « (Published: 24-09-2012 )
Jerzy DrewnowskiUr.1941, historyk nauki i filozof, były pracownik PAN, Akademii Lessinga i Uniwersytetu Technicznego w Cottbus, kilkakrotny stypendysta Deutsche Forschungsgemeinschaft i Biblioteki Księcia Augusta w Wolfenbüttel. Współzałożyciel Uniwersytetu Europejskiego Viadrina we Frankfurcie nad Odrą. Pracował przez wiele lat, w Polsce i w Niemczech, nad edycją „Dzieł Wszystkich” Mikołaja Kopernika. Kopernikowi, jako uczonemu czynnemu politycznie, poświęcił pracę doktorską. W pracy habilitacyjnej zajął się moralną i społeczną samoświadomością uczonych polskich XIV i XV wieku. Od 1989 r. mieszka w Niemczech, wiele czasu spędzając w Polsce - w Jedlni Letnisku koło Radomia, gdzie wraz ze Stanisławem Matułą stworzył nieformalne miejsce spotkań ludzi duchowo niezależnych z kraju i zagranicy. Swoją obecną refleksję filozoficzną zalicza do „europejskiej filozofii wyzwolenia”. Nadaje jej formę esejów, wierszy i powiastek filozoficznych. Private site
Number of texts in service: 24 Show other texts of this author Newest author's article: Niezapomniane oko Polifema. Opowiadanie dla licealistów | All rights reserved. Copyrights belongs to author and/or Racjonalista.pl portal. No part of the content may be copied, reproducted nor use in any form without copyright holder's consent. Any breach of these rights is subject to Polish and international law.page 8378 |
|