10-minutowa kartkówka, która trwa 20 minut? To po prostu

© ZamKor
10-minutowa kartkówka, która trwa 20 minut?
To po prostu einsteinowska względność czasu…
I
saac Newton jest postacią symbolizującą rewolucję w nauce, która to rewolucja
polega na wypracowaniu jej nowego wzorca. Taki wzorzec nazywamy (z języka
greckiego) paradygmatem. Newton stwierdził, że cały świat, od naszego najbliższego
otoczenia aż po najdalsze gwiazdy, funkcjonuje zgodnie z tymi samymi zasadami
fizycznymi. Kosmos stał się jednorodny pod względem mechanicznym. Rdzeń swej
teorii Newton sformułował jako zasady dynamiki. Zgodnie z pierwszą z nich, zwaną
też zasadą bezwładności (w anegdotycznym ujęciu), ciało puszczone w ruch, o ile
nie napotyka oporu, puszcza się dalej samo. To znaczy: spoczywa lub pozostaje
w ruchu jednostajnym i prostoliniowym, o ile nie działają na nie żadne siły lub te
działające się równoważą.
Humanista wie jednak na temat Newtona dużo więcej. Na przykład to, że uważał się
on przede wszystkim za filozofa. Fizyka była dla niego „filozofią naturalną”. Świadczy
o tym już sam tytuł jego głównego dzieła: Zasady matematyczne filozofii naturalnej
(Philosophiae naturalis principia mathematica), którego wydanie w 1687 roku jest
uważane za moment przełomu w dziejach
nowożytnej nauki. Datę tę powinien znać
każdy historyk, jest ona ważniejsza niż daty
wielu bitew i traktatów.
Obraz świata byłby dla nas, humanistów,
w większości cierpiących na brak matematycznej wyobraźni, o wiele bardziej przyjazny, gdyby na
Nauka i świat
© ZamKor
początku XX wieku paradygmat Newtona nie uległ
zmianie. Wtedy to Albert Einstein ogłosił teorię
względności, do której w dzisiejszych czasach każdy
musi się jakoś odnieść. Tak samo jak musi się odnieść do idei religijnych, politycznych i ekonomicznych. Wizja Kosmosu po Einsteinie
to problem humanistyczny, od którego nikt nie ucieknie, nawet ten, dla
którego fizyka i matematyka to czarna magia. Zatem jako nauczyciel często
urządzałem dziesięciominutowe kartkówki, które w praktyce zawsze trwały dwadzieścia minut. Uczniom tłumaczyłem, że oto mają przykład względności czasu…
A na poważnie: zdaniem Newtona czas i przestrzeń tworzą naczynie, w którym
są zanurzone ciała. Może uda się mnie, humaniście, ująć to trochę precyzyjniej:
czas i przestrzeń to układ współrzędnych, który określa pozycję ciał. Układ ten
jest pierwotny wobec ciał (Kant powiedziałby, że czas i przestrzeń to przeddoświadczalne, aprioryczne formy intelektualne konieczne dla wszelkiego poznania).
Einstein odwrócił tę zależność: pierwotnie i realnie istnieją ciała, a czas i przestrzeń
powstają między nimi. To ciała konstytuują naczynie: przestrzeń istnieje między
ciałami, a czas wynika z ich ruchu. Co więcej, to naczynie nie jest sztywne, ono się
zmienia w zależności od masy ciał i szybkości ich przemieszczania się wobec siebie.
A dalej? Jak dochodzimy do E = mc2? To już mnie przerasta. Ale ty, moja młodsza
koleżanko/mój młodszy kolego, może potrafisz skuteczniej bronić humanistycznego
rozumu przed uśmieszkami politowania ze strony fizyków i z większym sukcesem
spenetrujesz takie tajemne rewiry, jak teoria względności czy mechanika kwantowa?
Jerzy Pilikowski
Fizyka • Metoda naukowa i wyjaśnianie świata