Drukuj stronę - Czas i przestrzeĂą - wykraczajÂąc poza teoriĂŞ Einsteina

OgĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści na rĂłwni z materiÂą traktuje geometriĂŞ. Naturalne jest wiĂŞc pytanie: czy mogÂą byĂŚ one przeistoczone jedno w drugie?

Czas i przestrzeĂą - wykraczajÂąc poza teoriĂŞ Einsteina

ABHAY ASHTEKAR, JERZY LEWANDOWSKI

Powstanie ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści Alberta Einsteina jest powszechnie uznawane za intelektualny triumf nauki dwudziestego wieku. TeoriĂŞ tĂŞ cechuje "niezwykÂłoÂśĂŚ proporcji" Francisa Bacona charakterystyczna dla najbardziej wysublimowanych dzieÂł stworzonych przez czÂłowieka. Jest piĂŞkna i doskonaÂła pod wzglĂŞdem matematycznym.

Weryfikowana doÂświadczalnie od chwili swego pojawienia siĂŞ przetrwaÂła zwyciĂŞsko wiele najsurowszych testĂłw. W teorii tej Einstein splĂłtÂł pole grawitacyjne, przestrzeĂą i czas w jednÂą strukturĂŞ zwanÂą czasoprzestrzeniÂą. SiÂły grawitacyjne sÂą wyrĂłÂżnione spoÂśrĂłd wszystkich oddziaÂływaĂą i interpretowane jako objaw zakrzywienia czasoprzestrzeni.

Materia za poÂśrednictwem swojej masy ugina czasoprzestrzeĂą, a ta z kolei poprzez swojÂą krzywiznĂŞ mĂłwi materii, jak siĂŞ poruszaĂŚ.

Albert Einstein (1879 -1955) - jeden z najwybitniejszych fizykĂłw w historii nauki. Po opublikowaniu pierwszych istotnych prac naukowych (m.in. o czÂąsteczkowej teorii ÂświatÂła) zostaÂł profesorem na uniwersytetach w Zurychu, Pradze i Berlinie. Po dojÂściu Hitlera do wÂładzy zostaÂł zmuszony do emigracji i rozpoczÂąÂł pracĂŞ w amerykaĂąskim Institute od Advanced Study. OprĂłcz najwaÂżniejszych swoich prac - sformuÂłowania szczegĂłlnej i ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści - zajmowaÂł siĂŞ rĂłwnieÂż teoriÂą pola elektromagnetycznego oraz podstawowymi zagadnieniami teoretycznymi zwiÂązanymi z naturÂą ÂświatÂła, za co w 1921 roku otrzymaÂł NagrodĂŞ Nobla. BraÂł rĂłwnieÂż udziaÂł w amerykaĂąskim programie Manhattan Project, majÂącym na celu uzyskanie broni jÂądrowej podczas drugiej wojny Âświatowej.

Wnioski z teorii Einsteina

To dogÂłĂŞbne zrozumienie istoty grawitacji doprowadziÂło do zaskakujÂących wnioskĂłw. Einstein przewidziaÂł wpÂływ grawitacji na szybkoÂśĂŚ upÂływu czasu: wzory ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści sÂą kaÂżdego dnia wykorzystywane przez system nawigacji GPS. Innym wnioskiem jest istnienie grawitacyjnych fal - zmarszczek czasoprzestrzennej geometrii podrĂłÂżujÂących przez wszechÂświat z prĂŞdkoÂściÂą ÂświatÂła. ZostaÂło ono poÂśrednio potwierdzone przez analizĂŞ orbit podwĂłjnych gwiazd neutronowych odkrytych przez Russella Hulse'a, Josepha Taylora i Aleksandra Wolszczana.

WedÂług ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści wszechÂświat powstaÂł w wyniku Wielkiego Wybuchu (Big Bang) okoÂło 15 miliardĂłw lat temu. DokÂładne pomiary kosmicznego mikrofalowego promieniowania tÂła pozwalajÂą obserwowaĂŚ pozostaÂłoÂści tej "eksplozji". Teoria wzglĂŞdnoÂści przewiduje wreszcie istnienie czarnych dziur, ktĂłre, jak obecnie zakÂładamy, tkwiÂą w centrach wiĂŞkszoÂści galaktyk, czĂŞsto sÂłuÂżÂąc jako potĂŞÂżne silniki napĂŞdzajÂące szereg zjawisk energetycznych obserwowanych we wszechÂświecie.

Dyskrecja czy precyzja

Mimo niebywaÂłych sukcesĂłw, jakie odnosi ogĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści, fizycy sÂą zgodni, Âże na podstawowym poziomie jest ona dalej niekompletna. CaÂłkowicie pomija bowiem kwantowÂą fizykĂŞ, ktĂłra dominuje wszystkie atomowe i subatomowe zjawiska. ÂŚwiat ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści jest klasyczny, naznaczony ciÂągÂłoÂściÂą, geometrycznÂą precyzjÂą i peÂłnÂą przewidywalnoÂściÂą, podczas gdy Âświat kwantowy jest dyskretny, probabilistyczny, peÂłen nieoznaczonoÂści. PoniewaÂż materia zaginajÂąca czasoprzestrzeĂą niezaprzeczalnie wykazuje kwantowe wÂłasnoÂści, konsystencja teorii wymaga tego samego zachowania od krzywizny czasoprzestrzeni. PÂłynie stÂąd sugestia, Âże kontinuum czasoprzestrzeni jest jedynie przybliÂżeniem rzeczywistoÂści.

KawaÂłek gazety znajdujÂący siĂŞ w tej chwili przed czytelnikiem dla ludzkiego oka wydaje siĂŞ ciÂągÂły, bez dziur czy przerw. Wiemy jednak, Âże gdy obejrzymy go pod mikroskopem elektronowym, ukaÂże siĂŞ nam jego dyskretna struktura atomowa.

ZÂłamane przybliÂżenie

Analogiczna sytuacja ma przypuszczalnie miejsce w przypadku samej czasoprzestrzeni. JeÂśli tak jest, to czym sÂą te elementarne cegieÂłki - atomy - czasoprzestrzeni? Jakie majÂą wÂłasnoÂści? Jak scaliĂŚ geometryczny Âświat Einsteina z fizykÂą kwantowÂą, nie pozbawiajÂąc go jego istoty? SÂą to niezwykle trudne pytania.

JuÂż Einstein sugerowaÂł, Âże obraz kontinuum jest przybliÂżony. Jednak przybliÂżenie to zaÂłamie siĂŞ dopiero w najmniejszej ze skal dÂługoÂści - 10-33 cm - zwanej dÂługoÂściÂą Plancka. Jest to okoÂło dwudziestu rzĂŞdĂłw wielkoÂści mniej niÂż promieĂą protonu oraz siedemnaÂście rzĂŞdĂłw mniej niÂż bÂłÂąd, z jakim potrafimy oszacowaĂŚ doÂświadczalnie promieĂą elektronu. Obecnie brak jest moÂżliwoÂści przeprowadzenia bezpoÂśredniego pomiaru tych efektĂłw.

Nowy jĂŞzyk

W ciÂągu ostatniej dekady dokonano znaczÂącego postĂŞpu w rozwoju prac teoretycznych. Prace te pierwotnie rozpoczĂŞte w Syracuse University oraz w Penn State University w USA sÂą obecnie kontynuowane przez kilkanaÂście oÂśrodkĂłw naukowych rozsianych po caÂłym Âświecie.

Jednym z nich jest Uniwersytet Warszawski. DziĂŞki systematycznemu wysiÂłkowi wyÂłoniÂła siĂŞ kwantowa teoria geometrii, oferujÂąca jĂŞzyk sÂłuÂżÂący do sformuÂłowania poszukiwanego uogĂłlnienia teorii Einsteina.

SzczegĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści - sformuÂłowana przez Einsteina w 1905 roku i opublikowana w pracy "O elektrodynamice ciaÂł w ruchu". PoÂłÂączyÂła dwa uprzednio niezaleÂżne pojĂŞcia - przestrzeĂą i czas, wprowadzajÂąc pojĂŞcie czasoprzestrzeni. Zgodnie z teoriÂą prĂŞdkoÂśĂŚ, z jakÂą porusza siĂŞ ciaÂło, nie moÂże byĂŚ wiĂŞksza niÂż prĂŞdkoÂśĂŚ ÂświatÂła. KonsekwencjÂą teorii jest sÂłynny wzĂłr E=mc2, wiÂąÂżÂący caÂłkowitÂą energiĂŞ ciaÂła E z jego masÂą m i prĂŞdkoÂściÂą ciaÂła w prĂłÂżni c.

OgĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści - tÂłumaczÂąca zjawiska grawitacyjne wÂłasnoÂściami geometrycznymi zakrzywionej czasoprzestrzeni, sformuÂłowana przez Einsteina w 1916 roku. W myÂśl tej teorii promieĂą ÂświatÂła porusza siĂŞ od punktu do punktu wzdÂłuÂż najkrĂłtszej drogi, jednak ze wzglĂŞdu na wÂłasnoÂści czasoprzestrzeni nie jest to prosta, lecz krzywa zwiÂązana z "zanurzonÂą" w czasoprzestrzeni masÂą. Teoria ta przewiduje istnienie fal grawitacyjnych i czarnych dziur. ZostaÂła potwierdzona eksperymentalnie przez obserwacje astronomiczne - m.in. zjawisko soczewkowania grawitacyjnego.

CzasoprzestrzeĂą - przestrzeĂą czterowymiarowa, w ktĂłrej obok "normalnych" trzech wymiarĂłw przestrzeni wystĂŞpuje rĂłwnieÂż czwarty - czas.

Fizyka kwantowa - dziaÂł fizyki opisujÂący zjawiska mikroÂświata - czÂąsteczki, atomy, czÂąstki elementarne. Opisywane tu zjawiska nie podlegajÂą bezpoÂśredniej percepcji czÂłowieka

Teoria Wielkiego Wybuchu (Big Bang) - teoria, wedÂług ktĂłrej ewolucja wszechÂświata rozpoczĂŞÂła siĂŞ od Wielkiego Wybuchu w osobliwym punkcie czasoprzestrzeni. Wybuch oznacza poczÂątek przestrzeni, materii i czasu. Potwierdzeniem tej teorii jest m.in. zjawisko ciÂągÂłego rozszerzania siĂŞ wszechÂświata oraz istnienie jednorodnego mikrofalowego promieniowania tÂła (tzw. reliktowego).

Czarna dziura - obiekt astronomiczny - gwiazda o tak ogromnej masie i gĂŞstoÂści, Âże z jej pola grawitacyjnego nie moÂże uciec nawet ÂświatÂło. Czarna dziura jest zatem niewidoczna. MoÂżna jÂą jednak zaobserwowaĂŚ dziĂŞki zjawiskom zachodzÂącym w otaczajÂącym jÂą polu grawitacyjnym.
Tkanina wszechÂświata

JĂŞzyk ten operuje pojĂŞciem "kwantowych wzbudzeĂą geometrii". SÂą one jednowymiarowe, przypominajÂą polimer. ZwiÂązek z trĂłjwymiarowÂą przestrzeniÂą, do ktĂłrej jesteÂśmy przyzwyczajeni, moÂżna zilustrowaĂŚ na przykÂładzie kawaÂłka tkaniny. Dla celĂłw praktycznych reprezentuje on dwuwymiarowe kontinuum, choĂŚ w rzeczywistoÂści jest utkany z jednowymiarowych nitek. To samo jest prawdÂą dla "tkaniny", z ktĂłrej stworzona jest czasoprzestrzeĂą. Rejon wszechÂświata, ktĂłry zamieszkujemy, jest niezwykle ciasno utkany z kwantowych nitek geometrii i jedynie dlatego postrzegamy czasoprzestrzeĂą jako kontinuum. PrzecinajÂąc dowolnÂą (dwuwymiarowÂą) powierzchniĂŞ, kaÂżda niteczka, czyli "polimerowe wzbudzenie", obdarza jÂą malutkim, plankowskim kwantem pola powierzchni wynoszÂącym okoÂło 10-66 cm kw.

Pole 100 cm kw. jest rezultatem 1068 takich przeciĂŞĂŚ. Liczba ta jest ogromna, przeciĂŞcia sÂą rozmieszczone bardzo blisko siebie i pojawia siĂŞ iluzja kontinuum. Matematyka kwantowej geometrii przewiduje, Âże dÂługoÂści, pola i objĂŞtoÂści sÂą skwantowane w bardzo swoisty sposĂłb i umoÂżliwia obliczenie ich "widm", tzn. dozwolonych, dyskretnych wartoÂści. Wyniki te zostaÂły wykorzystane do rozwiÂązania pewnych od dawna znanych zagadek teorii grawitacji. Zilustrujemy to poniÂżej na dwĂłch przykÂładach.

DokÂąd moÂżna ÂśledziĂŚ ewolucje

Pierwszy dotyczy Wielkiego Wybuchu. OgĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści przewiduje, Âże zarĂłwno pole grawitacyjne, jak i gĂŞstoÂśĂŚ materii stajÂą siĂŞ wĂłwczas nieskoĂączone; wykracza to poza zakres stosowalnoÂści fizyki. Jednak od dawna panowaÂło przekonanie, Âże rezultat ten jest niefizyczny, podczas Wielkiego Wybuchu musiaÂły bowiem silnie ingerowaĂŚ efekty kwantowe.

Geometria kwantowa speÂłnia to oczekiwanie. WedÂług niej czasoprzestrzeĂą rzeczywiÂście nie istnieje, gdy cofniemy siĂŞ do chwili zanim wszechÂświat osiÂągnÂąÂł promieĂą 10-29 cm, lecz fizyka obowiÂązuje dalej. Wielki Wybuch ma ciÂągle miejsce, jest opisany dobrze okreÂślonymi "kwantowymi wzbudzeniami geometrii". GĂŞstoÂśĂŚ materii jest wĂłwczas ogromna, jednak nie nieskoĂączona. MoÂżemy rozwaÂżaĂŚ rĂłÂżne warunki poczÂątkowe w tym momencie i analizowaĂŚ ich wpÂływ na formowanie siĂŞ wczesnego wszechÂświata. Co wiĂŞcej, to brzmi jak fantastyka, ale moÂżna nawet ÂśledziĂŚ ewolucje kwantowej geometrii wszechÂświata wstecz, do czasĂłw poprzedzajÂących Wielki Wybuch!

Nowa alchemia

Drugi przykÂład zwiÂązany jest z teoriÂą czarnych dziur. Na poczÂątku zeszÂłego stulecia dowiedzieliÂśmy siĂŞ ze szczegĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści, Âże materia i energia sÂą tym samym. Masa spoczynkowa czÂąstki moÂże zamieniĂŚ siĂŞ w energiĂŞ promieniowania i odwrotnie. OgĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści na rĂłwni z materiÂą traktuje geometriĂŞ.

Naturalne jest wiĂŞc pytanie: czy mogÂą byĂŚ one przeistoczone jedno w drugie? W 1974 roku Stephen Hawking wykazaÂł, Âże czarna dziura emituje kwantowe promieniowanie zmniejszajÂąc jednoczeÂśnie swoje pole powierzchni. Jest to mocna przesÂłanka za tym, Âże pole powierzchni horyzontu czarnej dziury moÂże byĂŚ zamienione w materiĂŞ. Obliczenia Hawkinga zostaÂły przeprowadzone dla klasycznej czasoprzestrzeni (w ktĂłrej nie wystĂŞpowaÂły "kwanty" geometrii) zgodnej z ogĂłlnÂą teoriÂą wzglĂŞdnoÂści.

Jedynie materia byÂła kwantowa. StosujÂąc geometriĂŞ kwantowÂą, moÂżemy ponownie zanalizowaĂŚ ten proces. Kwantami pola powierzchni horyzontu sÂą przeciĂŞcia z nitkami polimerowych wzbudzeĂą geometrii. Proces Hawkinga polega na zamianie kwantĂłw pola powierzchni na kwanty materii. W ten sposĂłb Einsteinowska wizja fizycznej natury geometrii realizuje siĂŞ na poziomie teorii kwantowej. Takie przeistoczenie geometrii w materiĂŞ to wÂłaÂśnie "Einsteinowska alchemia".

Dr Abhay Ashtekar jest profesorem Katedry Eberly'a na Pennsylvania State University i dyrektorem Center for Gravitational Physics and Geometry, zajmuje siĂŞ grawitacjÂą i kwantowÂą geometriÂą. Dr hab. Jerzy Lewandowski jest profesorem nadzwyczajnym na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego w ZakÂładzie Teorii WzglĂŞdnoÂści i Grawitacji Instytutu Fizyki Teoretycznej, zajmuje siĂŞ klasycznÂą i kwantowÂą teoriÂą grawitacji.

W odniesieniu do obiektywnej czasoprzestrzeni w teorii wzglĂŞdnoÂści Einsteina

Pytanie o to, czym sÂą czas i przestrzeĂą wydaje siĂŞ byĂŚ kluczowe dla zrozumienia otaczajÂącej nas rzeczywistoÂści. Czy czas i przestrzeĂą sÂą czymÂś zinternalizowanym w podmiocie jak chciaÂł tego Kant, czy raczej istniejÂą obiektywnie i sÂą relatywne, jak gÂłosi teoria wzglĂŞdnoÂści Einsteina? I czy miĂŞdzy tymi dwoma stanowiskami moÂżliwe jest jakieÂś rozwiÂązanie kompromisowe? Jak pisze Cassirer: "to, co w tym punkcie wydaje siĂŞ stwarzaĂŚ trudnoÂści, gdy idzie o porozumienie miĂŞdzy fizykiem a filozofem, to fakt, Âże obaj napotykajÂą tutaj na wspĂłlny problem, do ktĂłrego zabierajÂą siĂŞ z zupeÂłnie innej strony" .

W Krytyce czystego rozumu Kant rozpoczyna swoje studium nad ludzkÂą wiedzÂą od zgody na twierdzenie gÂłoszÂące, Âże nasze poznanie rozpoczyna siĂŞ wraz z doÂświadczeniem. Wszelka zmysÂłowoÂśĂŚ wytwarza w nas wraÂżenia, a one sÂą z kolei organizowane przez formy czystej naocznoÂści, filozof stwierdza bowiem: "Czystym nazywam wszelkie przedstawienie, w ktĂłrym nie znajduje siĂŞ nic, co by byÂło wraÂżeniem. Natrafimy przeto a priori w umyÂśle na czysta formĂŞ zmysÂłowych treÂści naocznych w ogĂłle, w ktĂłrej oglÂądamy wszystko to, co rĂłÂżnorodne w zjawiskach" . Wspomnianymi formami czystej formy naocznoÂści sÂą przestrzeĂą i czas: "istniejÂą dwie czyste formy zmysÂłowej naocznoÂści (...) mianowicie czas i przestrzeĂą" . Kant wyrĂłÂżnia tzw. zmysÂł zewnĂŞtrzny i wewnĂŞtrzny. ZmysÂłem zewnĂŞtrznym jest przestrzeĂą, dziĂŞki ktĂłrej, jak pisze filozof: "przedstawiamy sobie przedmioty jako bĂŞdÂące poza nami, a wszystkie te przedmioty razem wziĂŞte jako bĂŞdÂące w przestrzeni" . MoÂżna powiedzieĂŚ, Âże przestrzeĂą ulega u Kanta internalizacji, staje siĂŞ tym, bez czego, jak czytamy w Krytyce, "nie moÂżna by okreÂśleĂą przypisaĂŚ Âżadnej rzeczy" , naleÂży ona do konstrukcji podmiotu. ÂŚwiat fenomenalny, zjawiskowy to pewnego rodzaju struktura umysÂłu wytworzona na bazie czystych form naocznoÂści i wraÂżeĂą.

W opozycji do poglÂądĂłw Kanta pozostaje ogĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści Einsteina, w niej bowiem dochodzi do swoistego poÂłÂączenia czasu i przestrzeni: do trĂłjwymiarowej przestrzeni euklidesowej zostaje dodana czwarta wspĂłÂłrzĂŞdna. Jak pisze wspĂłÂłczesny fizyk, Stephen Hawking: "Zdarzenie jest czymÂś, co zachodzi w okreÂślonym punkcie i okreÂślonej chwili. Aby wyznaczyĂŚ zdarzenie naleÂży zatem podaĂŚ cztery wspĂłÂłrzĂŞdne" . Podobnie Cassirer stwierdza: "okazuje siĂŞ, Âże moÂżemy zrozumieĂŚ i przedstawiĂŚ teoretyczne relacje, ktĂłre zachodzÂą w rzeczywistej przestrzeni jedynie poprzez odtworzenie ich w jĂŞzyku czterowymiarowej nieeuklidesowej rozmaitoÂści" . CzasoprzestrzeĂą fizyczna nie jest pojmowana jako konstrukcja umysÂłu, ale jako realna struktura rzeczywistoÂści.

Kolejnym punktem spornym w koncepcji Kanta i teorii Einsteina, jak mogÂłoby siĂŞ wydawaĂŚ, jest poglÂąd na relacjĂŞ zachodzÂącÂą pomiĂŞdzy przedmiotem a przestrzeniÂą. Dla Kanta przestrzeĂą istnieje niezaleÂżnie od zjawisk: „nie moÂżna sobie wyobraziĂŚ, Âże nie ma przestrzeni, jakkolwiek moÂżna sobie pomyÂśleĂŚ, Âże nie spotykamy w niej Âżadnych przedmiotĂłw" . Fenomeny w Âżaden sposĂłb na niÂą nie wpÂływajÂą, jak bowiem stwierdza Kant: "przestrzeĂą uwaÂża siĂŞ za warunek moÂżliwoÂści zjawisk, a nie za okreÂślenie od nich zaleÂżne" . Jak stwierdza Cassirer: "fakt, Âże ani czysta przestrzeĂą ani czysty czas (...), a tylko ich wypeÂłnienie jakimÂś okreÂślonym materiaÂłem empirycznym daje to, co nazywamy rzeczywistoÂściÂą, naleÂży do podstawowej doktryny krytycznego idealizmu" . Na tym tle zupeÂłnie inaczej prezentuje siĂŞ czasoprzestrzeĂą fizyki, ktĂłra w obecnoÂści masywnych obiektĂłw (np. planet, gwiazd, czarnych dziur) moÂże ulegaĂŚ zakrzywieniu. Hawking w KrĂłtkiej historii czasu pisze: "CzasoprzestrzeĂą nie jest pÂłaska, lecz zakrzywiona lub pofaÂłdowana przez rozÂłoÂżona w niej energie i masĂŞ" . Nie jest ona zatem tworem niezaleÂżnym, apriorycznym ale podÂłoÂżem dla istnienia przedmiotĂłw, ktĂłre mogÂą na niÂą wpÂływaĂŚ i modyfikowaĂŚ jej konstytucjĂŞ.

Ponadto Kant postuluje, iÂż moÂże istnieĂŚ "tylko jedna jedyna przestrzeĂą" . Dlaczego? OtĂłÂż, jak pisze, "przestrzeĂą wyobraÂżamy sobie jako nieskoĂączonÂą danÂą nam wielkoÂśĂŚ" , dlatego "jeÂżeli mĂłwi siĂŞ o wielu przestrzeniach, to rozumie siĂŞ przez to tylko czĂŞÂści jednej i tej samej przestrzeni" . PrzestrzeĂą jako forma czystej naocznoÂści nie jest bowiem w Âżaden sposĂłb podzielona. We wspĂłÂłczesnej kosmologii sformuÂłowano natomiast koncepcjĂŞ tzw. multiversum, skÂładajÂącego siĂŞ z nieskoĂączonej iloÂści tzw. wszechÂświatĂłw niemowlĂŞcych. Koncepcja ta opiera siĂŞ na zaÂłoÂżeniu, iÂż zapadajÂąca siĂŞ czarna dziura w momencie osiÂągniĂŞcia gĂŞstoÂści krytycznej generuje niejako na zewnÂątrz naszego WszechÂświata nowÂą czasoprzestrzeĂą innego wszechÂświata. W koncepcji multiversum mamy zatem do czynienia z wieloÂściÂą czasoprzestrzeni. Hawking pisze: "zgodnie z teoriÂą wzglĂŞdnoÂści istnieje wiele moÂżliwych zakrzywionych czasoprzestrzeni, odpowiadajÂących rĂłÂżnym stanom poczÂątkowym" .

RĂłÂżnice pomiĂŞdzy stanowiskiem Kanta a stanowiskiem wspĂłÂłczesnej fizyki dotyczÂą rĂłwnieÂż pojĂŞcia czasu. Filozof pojmuje czas jako zmysÂł wewnĂŞtrzny, dziĂŞki ktĂłremu "moÂżna sobie wyobraziĂŚ, Âże niektĂłre przedmioty znajdujÂą siĂŞ w jednym i tym samym czasie, lub teÂż w rĂłÂżnych czasach" . Czas istnieje niejako poza zjawiskami; to one ujmowane sÂą w czasie. Co istotne, Kant dopuszcza istnienie tylko jednego kierunku czasu: "przedstawiamy sobie nastĂŞpstwo czasowe jako idÂącÂą w nieskoĂączonoÂśĂŚ liniĂŞ, w ktĂłrej to co rĂłÂżnorodne tworzy ciÂąg o jednym tylko wymiarze" . ZupeÂłnie inaczej prezentuje siĂŞ problem czasowoÂści we wspĂłÂłczesnej fizyce. Teoria wzglĂŞdnoÂści obaliÂła sensownoÂśĂŚ pojĂŞcia absolutnego czasu, ktĂłry od tej pory uwaÂżany jest za relatywny. WynikajÂą z tego liczne wnioski, jak pisze Hawking: "konsekwencjÂą ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści jest stwierdzenie, Âże czas powinien pÂłynÂąĂŚ wolniej w pobliÂżu ciaÂł o duÂżej masie" . Ponadto miara czasu zmienia siĂŞ wraz z prĂŞdkoÂściÂą, tzn. przy prĂŞdkoÂściach bliskich prĂŞdkoÂści ÂświatÂła czas pÂłynie wolniej. InteresujÂące jest rĂłwnieÂż i to, Âże teoria Eisteina dopuszcza istnienie tzw. tuneli czasoprzestrzennych, w ktĂłrych czas moÂże ulegaĂŚ zapĂŞtleniom, zaburzajÂącym strzaÂłkĂŞ czasu, tj. jego kierunek.

WydawaĂŚ by siĂŞ mogÂło, iÂż zmiana rozumienia pojĂŞĂŚ czasu i przestrzeni we wspĂłÂłczesnej fizyce niejako dyskredytuje poglÂądy Kanta w tej dziedzinie, sprawia, Âże stajÂą siĂŞ one bezzasadne. Warto siĂŞ jednak zastanowiĂŚ czy tak wÂłaÂśnie jest. OtĂłÂż przede wszystkim naleÂży rozgraniczyĂŚ filozoficzne rozumienie tych pojĂŞĂŚ od ich rozumienia fizycznego, jak pisze Cassirer, trzeba zauwaÂżyĂŚ Ăłw "kontrast pomiĂŞdzy przestrzeniÂą i czasem rozumianym jako subiektywne i fenomenalne, z jednej strony, a przestrzeniÂą i czasem rozumianym jako obiektywne i matematyczne z drugiej" . Przede wszystkim to, Âże czas i przestrzeĂą stanowiÂą jednoÂśĂŚ w fizyce, wcale nie oznacza, ze nie mogÂą one byĂŚ rozwaÂżane oddzielnie: "faktyczne przenikanie siĂŞ przestrzeni i czasu we wszelkich empiryczno-fizykalnych pomiarach nie wyklucza tego, Âże sÂą one czymÂś zasadniczo rĂłÂżnym, co prawda nie jako przedmioty, lecz jako sposoby okreÂślania przedmiotĂłw" . Fizyk stara siĂŞ uchwyciĂŚ to, co konkretne, moÂżliwe do empirycznego zweryfikowania. Filozof stara siĂŞ okreÂśliĂŚ natomiast, w jaki sposĂłb moÂżliwe jest poznanie tego, co konkretne i empiryczne. Dlatego skonkretyzowane w fizyce pojĂŞcie czasu i przestrzeni wymaga niejako czegoÂś, co umoÂżliwi jego uchwycenie. Jak czytamy u Cassirera: " filozof bezwarunkowo uznaÂł tĂŞ tĂŞsknotĂŞ fizyka za konkretnÂą okreÂślonoÂściÂą pojĂŞĂŚ; jednak z drugiej strony wciÂąÂż wskazuje na fakt, ze istniejÂą ostateczne idealne okreÂślenia, bez ktĂłrych nie moÂżna pojÂąĂŚ i uczyniĂŚ zrozumiaÂłym tego, co konkretne" . To, Âże drogi badawcze fizyka i filozofa rozchodzÂą siĂŞ wcale nie musi prowadziĂŚ do konfliktu pomiĂŞdzy nimi, bowiem wystarczy uznaĂŚ, Âże rozwaÂżajÂą oni pojĂŞcia czasu i przestrzeni w odmienny sposĂłb, mianowicie: "to, co fizyk nazywa czasem i przestrzeniÂą jest dla niego konkretnÂą mierzalnÂą rĂłÂżnorodnoÂściÂą (...); dla filozofa, przeciwnie, czas i przestrzeĂą nie oznaczajÂą nic wiĂŞcej jak tylko formy" . Zatem kantowskie formy naocznoÂści to coÂś zgoÂła innego niÂż czas i przestrzeĂą w fizyce. Filozofia transcendentalna nie traktuje czasu i przestrzeni jako rzeczy, lecz jako ÂźrĂłdÂła poznania. Nie widzi w nich samoistnych przedmiotĂłw, ktĂłre moÂżna uchwyciĂŚ na drodze obserwacji bÂądÂź eksperymentu, stanowiÂą one bowiem „warunki moÂżliwoÂści doÂświadczenia", na mocy ktĂłrych moÂżliwe sÂą obserwacje i eksperymenty. Jak pisze Cassirer: "to, co — jak czas i przestrzeĂą — umoÂżliwia konstytucje przedmiotĂłw, samo nie moÂże byĂŚ dane jako szczegĂłlny przedmiot" . Dlatego, w tym kontekÂście, bezpodstawne wydaje siĂŞ stwierdzenie Hawkinga, iÂż "podobnie jak nie sposĂłb mĂłwiĂŚ o wydarzeniach we WszechÂświecie pomijajÂąc pojĂŞcia czasu i przestrzeni, tak teÂż bezsensowne jest rozwaÂżanie czasu i przestrzeni poza WszechÂświatem" . W odniesieniu do estetyki transcendentalnej opinia ta wydaje siĂŞ nieuzasadniona, bowiem "teoria czasu i przestrzeni rozwijana przez teoriĂŞ wzglĂŞdnoÂści jest i pozostaje doktrynÂą empirycznej przestrzeni i empirycznego czasu, nie zaÂś czystej przestrzeni i czystego czasu" . Kantowskie czysta przestrzeĂą i czysty czas mogÂą zatem byĂŚ rozwaÂżane „poza WszechÂświatem", jako warunki moÂżliwoÂści jego poznawania i badania przez nauki empiryczne.
http://www.racjonalista.pl/kk.php/s,5713

Continuum czasoprzestrzenne

„Rewolucja francuska zaczĂŞÂła siĂŞ w ParyÂżu dnia 14 lipca 1789 roku”. W zdaniu tym okreÂślone zostaÂły miejsce i czas zdarzenia. KomuÂś, kto sÂłyszaÂłby to zdanie po raz pierwszy, a nie wiedziaÂł, co znaczy sÂłowo „ParyÂż”, moÂżna wytÂłumaczyĂŚ, Âże jest to miasto na kuli ziemskiej poÂłoÂżone pod 2Â° dÂługoÂści wschodniej i 49Â° szerokoÂści pĂłÂłnocnej. Tak wiĂŞc dwie liczby charakteryzowaÂłyby miejsce, w ktĂłrym zaszÂło zdarzenie, zaÂś „14 lipca 1789 roku” – czas, w ktĂłrym ono zaszÂło. DokÂładne okreÂślenie, gdzie i kiedy zaszÂło zdarzenie, jest w fizyce jeszcze waÂżniejsze niÂż w historii, gdyÂż dane te stanowiÂą podstawĂŞ iloÂściowego opisu.
Dla uproszczenia rozwaÂżaliÂśmy dotÂąd tylko ruchy wzdÂłuÂż linii prostej. Naszym u. w. byÂła sztywna sztaba majÂąca poczÂątek, lecz nie majÂąca punktu koĂącowego. Utrzymajmy nadal to ograniczenie. WeÂźmy pod uwagĂŞ rĂłÂżne punkty na sztabie. Ich poÂłoÂżenia moÂżna scharakteryzowaĂŚ jednÂą tylko liczbÂą, wspĂłÂłrzĂŞdnÂą punktu. Powiedzenie, Âże wspĂłÂłrzĂŞdna punktu wynosi 7,586 metra, oznacza, Âże punkt ten jest oddalony od poczÂątku sztaby o 7,586 metra. I na odwrĂłt, jeÂśli ktoÂś poda mi dowolnÂą liczbĂŞ i jednostkĂŞ, zawsze mogĂŞ znaleÂźĂŚ na sztabie punkt odpowiadajÂący tej liczbie. MoÂżemy stwierdziĂŚ: kaÂżdej liczbie odpowiada okreÂślony punkt na sztabie, a kaÂżdemu punktowi na sztabie odpowiada okreÂślona liczba. Matematycy wyraÂżajÂą ten fakt nastĂŞpujÂącym zdaniem: wszystkie punkty na sztabie tworzÂą jednowymiarowe continuum. Dla kaÂżdego punktu na sztabie zawsze istnieje punkt dowolnie bliski. Dwa odlegÂłe punkty na sztabie moÂżna poÂłÂączyĂŚ ze sobÂą, posuwajÂąc siĂŞ dowolnie maÂłymi odcinkami. MoÂżliwoÂśĂŚ ÂłÂączenia odlegÂłych punktĂłw za pomocÂą dowolnie maÂłych odcinkĂłw jest wiĂŞc charakterystycznÂą cechÂą continuum.
A teraz inny przykÂład. Mamy pÂłaszczyznĂŞ lub – jeÂśli kto woli coÂś bardziej konkretnego – powierzchniĂŞ prostokÂątnego stoÂłu. PoÂłoÂżenie punktu na tym stole moÂże byĂŚ scharakteryzowane przez dwie liczby, a nie, jak uprzednio, przez jednÂą. Te dwie liczby to odlegÂłoÂści od dwĂłch prostopadÂłych krawĂŞdzi stoÂłu. KaÂżdemu punktowi na pÂłaszczyÂźnie odpowiada nie jedna liczba, lecz para liczb; kaÂżdej parze liczb odpowiada okreÂślony punkt. Innymi sÂłowy: pÂłaszczyzna jest dwuwymiarowym continuum. Dla kaÂżdego punktu na pÂłaszczyÂźnie zawsze istniejÂą punkty dowolnie bliskie. Dwa odlegÂłe punkty moÂżna poÂłÂączyĂŚ krzywÂą, dajÂącÂą siĂŞ podzieliĂŚ na dowolnie maÂłe odcinki. Tak wiĂŞc dowolna maÂłoÂśĂŚ odcinkĂłw dajÂących poÂłÂączenie dwĂłch odlegÂłych punktĂłw, z ktĂłrych kaÂżdy moÂże byĂŚ przedstawiony za pomocÂą dwĂłch liczb, jest znĂłw charakterystycznÂą cechÂą dwuwymiarowego continuum.
(http://www.wiw.pl/fizyka/ewolucja/pict/rys31_01small.gif)
Jeszcze jeden przykÂład. WyobraÂźmy sobie, Âże chcemy uwaÂżaĂŚ nasz pokĂłj za u. w. Znaczy to, Âże chcemy opisywaĂŚ wszystkie poÂłoÂżenia w stosunku do sztywnych Âścian pokoju.
(http://www.wiw.pl/fizyka/ewolucja/pict/rys31_02small.gif)
PoÂłoÂżenie koĂąca lampy, jeÂśli lampa ta pozostaje w spoczynku, moÂżna zapisaĂŚ w formie trzech liczb: dwie z nich wyznaczajÂą odlegÂłoÂśĂŚ od dwĂłch prostopadÂłych Âścian, trzecia – odlegÂłoÂśĂŚ od podÂłogi lub sufitu. KaÂżdemu punktowi przestrzeni odpowiadajÂą okreÂślone trzy liczby; kaÂżdym trzem liczbom odpowiada okreÂślony punkt przestrzeni. WyraÂżamy to zdaniem: nasza przestrzeĂą jest trĂłjwymiarowym continuum. Dla kaÂżdego punktu przestrzeni istniejÂą punkty dowolnie bliskie. I znĂłw dowolna maÂłoÂśĂŚ odcinkĂłw dajÂących poÂłÂączenie odlegÂłych punktĂłw, z ktĂłrych kaÂżdy jest przedstawiony przez trzy liczby, jest charakterystycznÂą cechÂą trĂłjwymiarowego continuum.
Wszystko to jednak ma niewiele wspĂłlnego z fizykÂą. Aby powrĂłciĂŚ do fizyki, musimy rozwaÂżyĂŚ ruch czÂąstek materialnych. ChcÂąc obserwowaĂŚ i przewidywaĂŚ zdarzenia zachodzÂące w przyrodzie, musimy braĂŚ pod uwagĂŞ nie tylko miejsce, ale i czas, w ktĂłrym zachodzÂą zdarzenia fizyczne. WeÂźmy znĂłw bardzo prosty przykÂład.
Z wieÂży upuszczony zostaje maÂły kamieĂą, ktĂłry moÂżna uwaÂżaĂŚ za czÂąstkĂŞ. PrzypuÂśĂŚmy, Âże wysokoÂśĂŚ wieÂży wynosi 80 m. Od czasĂłw Galileusza potrafimy przewidywaĂŚ, jaka bĂŞdzie wspĂłÂłrzĂŞdna kamienia w dowolnej chwili po jego upuszczeniu. Oto „rozkÂład jazdy” opisujÂący poÂłoÂżenia kamienia po 0, 1, 2, 3 i 4 sekundach.
(http://www.wiw.pl/fizyka/ewolucja/pict/rys31_03small.gif)
Nasz „rozkÂład jazdy” notuje piĂŞĂŚ zdarzeĂą, z ktĂłrych kaÂżde przedstawione jest przez dwie liczby – wspĂłÂłrzĂŞdnÂą czasowÂą i przestrzennÂą danego zdarzenia. Pierwszym zdarzeniem jest upuszczenie kamienia z wysokoÂści 80 metrĂłw nad ziemiÂą w zerowej sekundzie. Drugim zdarzeniem jest miniĂŞcie przez kamieĂą kreski na naszej sztywnej sztabie (wieÂża) na wysokoÂści 75 metrĂłw nad ziemiÂą. NastĂŞpuje to po pierwszej sekundzie. Ostatnim zdarzeniem jest zderzenie siĂŞ kamienia z ziemiÂą.
WiadomoÂści uzyskane z naszego „rozkÂładu jazdy” moÂżemy ujÂąĂŚ w nieco inny sposĂłb. PiĂŞĂŚ par liczb z „rozkÂładu jazdy” moÂżemy przedstawiĂŚ jako piĂŞĂŚ punktĂłw na pÂłaszczyÂźnie. Najpierw ustalmy skalĂŞ. Jeden odcinek bĂŞdzie odpowiadaÂł metrowi, drugi sekundzie. Na przykÂład:
(http://www.wiw.pl/fizyka/ewolucja/pict/rys31_04small.gif)
NastĂŞpnie narysujmy dwie prostopadÂłe linie i nazwijmy na przykÂład poziomÂą – osiÂą czasowÂą, pionowÂą zaÂś – osiÂą przestrzennÂą. WidaĂŚ od razu, Âże nasz „rozkÂład jazdy” moÂżna przedstawiĂŚ w postaci piĂŞciu punktĂłw na pÂłaszczyÂźnie czasoprzestrzennej. OdlegÂłoÂści punktĂłw od osi przestrzennej przedstawiajÂą wspĂłÂłrzĂŞdne czasowe, zanotowane w pierwszej kolumnie naszego „rozkÂładu jazdy”, odlegÂłoÂści od osi czasowej oznaczajÂą wspĂłÂłrzĂŞdne przestrzenne.
DokÂładnie te same informacje moÂżna zapisaĂŚ na dwa sposoby: za pomocÂą „rozkÂładu jazdy” oraz za pomocÂą punktĂłw na pÂłaszczyÂźnie. KaÂżdy z tych zapisĂłw moÂżna skonstruowaĂŚ na podstawie znajomoÂści drugiego. WybĂłr jednego z tych dwĂłch sposobĂłw jest wyÂłÂącznie sprawÂą gustu, gdyÂż sÂą one w gruncie rzeczy rĂłwnowaÂżne.
PĂłjdÂźmy teraz o krok dalej. WyobraÂźmy sobie lepszy „rozkÂład jazdy”, ktĂłry by podawaÂł poÂłoÂżenie nie co sekundĂŞ, lecz na przykÂład co jednÂą setnÂą albo jednÂą tysiĂŞcznÂą sekundy. Na naszej pÂłaszczyÂźnie czasoprzestrzennej bĂŞdziemy wtedy mieli bardzo wiele punktĂłw.
(http://www.wiw.pl/fizyka/ewolucja/pict/rys31_05small.gif)
JeÂśli wreszcie poÂłoÂżenie bĂŞdzie okreÂślone dla kaÂżdej chwili, czyli, jak powiadajÂą matematycy, jeÂśli wspĂłÂłrzĂŞdna przestrzenna bĂŞdzie zadana jako funkcja czasu, wĂłwczas nasz ukÂład punktĂłw stanie siĂŞ liniÂą ciÂągÂłÂą. NastĂŞpny rysunek przedstawia wiĂŞc peÂłnÂą wiedzĂŞ o ruchu, a nie, jak poprzednio, jej wycinek.
Ruch wzdÂłuÂż sztywnej sztaby (wieÂży), ruch w przestrzeni jednowymiarowej, jest tu przedstawiony w postaci krzywej w dwuwymiarowym continuum czasoprzestrzennym. KaÂżdemu punktowi naszego continuum czasoprzestrzennego odpowiada para liczb, z ktĂłrych jedna oznacza wspĂłÂłrzĂŞdnÂą czasowÂą, druga – wspĂłÂłrzĂŞdnÂą przestrzennÂą.
(http://www.wiw.pl/fizyka/ewolucja/pict/rys31_06small.gif)

Continuum czasoprzestrzenne

Continuum czasoprzestrzenne

„R
ewolucja francuska zaczĂŞÂła siĂŞ w ParyÂżu dnia 14 lipca 1789 roku”. W zdaniu tym okreÂślone zostaÂły miejsce i czas zdarzenia. KomuÂś, kto sÂłyszaÂłby to zdanie po raz pierwszy, a nie wiedziaÂł, co znaczy sÂłowo „ParyÂż”, moÂżna wytÂłumaczyĂŚ, Âże jest to miasto na kuli ziemskiej poÂłoÂżone pod 2Â° dÂługoÂści wschodniej i 49Â° szerokoÂści pĂłÂłnocnej. Tak wiĂŞc dwie liczby charakteryzowaÂłyby miejsce, w ktĂłrym zaszÂło zdarzenie, zaÂś „14 lipca 1789 roku” – czas, w ktĂłrym ono zaszÂło. DokÂładne okreÂślenie, gdzie i kiedy zaszÂło zdarzenie, jest w fizyce jeszcze waÂżniejsze niÂż w historii, gdyÂż dane te stanowiÂą podstawĂŞ iloÂściowego opisu.
Dla uproszczenia rozwaÂżaliÂśmy dotÂąd tylko ruchy wzdÂłuÂż linii prostej. Naszym u. w. byÂła sztywna sztaba majÂąca poczÂątek, lecz nie majÂąca punktu koĂącowego. Utrzymajmy nadal to ograniczenie. WeÂźmy pod uwagĂŞ rĂłÂżne punkty na sztabie. Ich poÂłoÂżenia moÂżna scharakteryzowaĂŚ jednÂą tylko liczbÂą, wspĂłÂłrzĂŞdnÂą punktu. Powiedzenie, Âże wspĂłÂłrzĂŞdna punktu wynosi 7,586 metra, oznacza, Âże punkt ten jest oddalony od poczÂątku sztaby o 7,586 metra. I na odwrĂłt, jeÂśli ktoÂś poda mi dowolnÂą liczbĂŞ i jednostkĂŞ, zawsze mogĂŞ znaleÂźĂŚ na sztabie punkt odpowiadajÂący tej liczbie. MoÂżemy stwierdziĂŚ: kaÂżdej liczbie odpowiada okreÂślony punkt na sztabie, a kaÂżdemu punktowi na sztabie odpowiada okreÂślona liczba. Matematycy wyraÂżajÂą ten fakt nastĂŞpujÂącym zdaniem: wszystkie punkty na sztabie tworzÂą jednowymiarowe continuum. Dla kaÂżdego punktu na sztabie zawsze istnieje punkt dowolnie bliski. Dwa odlegÂłe punkty na sztabie moÂżna poÂłÂączyĂŚ ze sobÂą, posuwajÂąc siĂŞ dowolnie maÂłymi odcinkami. MoÂżliwoÂśĂŚ ÂłÂączenia odlegÂłych punktĂłw za pomocÂą dowolnie maÂłych odcinkĂłw jest wiĂŞc charakterystycznÂą cechÂą continuum.
A teraz inny przykÂład. Mamy pÂłaszczyznĂŞ lub – jeÂśli kto woli coÂś bardziej konkretnego – powierzchniĂŞ prostokÂątnego stoÂłu. PoÂłoÂżenie punktu na tym stole moÂże byĂŚ scharakteryzowane przez dwie liczby, a nie, jak uprzednio, przez jednÂą. Te dwie liczby to odlegÂłoÂści od dwĂłch prostopadÂłych krawĂŞdzi stoÂłu. KaÂżdemu punktowi na pÂłaszczyÂźnie odpowiada nie jedna liczba, lecz para liczb; kaÂżdej parze liczb odpowiada okreÂślony punkt. Innymi sÂłowy: pÂłaszczyzna jest dwuwymiarowym continuum. Dla kaÂżdego punktu na pÂłaszczyÂźnie zawsze istniejÂą punkty dowolnie bliskie. Dwa odlegÂłe punkty moÂżna poÂłÂączyĂŚ krzywÂą, dajÂącÂą siĂŞ podzieliĂŚ na dowolnie maÂłe odcinki. Tak wiĂŞc dowolna maÂłoÂśĂŚ odcinkĂłw dajÂących poÂłÂączenie dwĂłch odlegÂłych punktĂłw, z ktĂłrych kaÂżdy moÂże byĂŚ przedstawiony za pomocÂą dwĂłch liczb, jest znĂłw charakterystycznÂą cechÂą dwuwymiarowego continuum.
Jeszcze jeden przykÂład. WyobraÂźmy sobie, Âże chcemy uwaÂżaĂŚ nasz pokĂłj za u. w. Znaczy to, Âże chcemy opisywaĂŚ wszystkie poÂłoÂżenia w stosunku do sztywnych Âścian pokoju.
PoÂłoÂżenie koĂąca lampy, jeÂśli lampa ta pozostaje w spoczynku, moÂżna zapisaĂŚ w formie trzech liczb: dwie z nich wyznaczajÂą odlegÂłoÂśĂŚ od dwĂłch prostopadÂłych Âścian, trzecia – odlegÂłoÂśĂŚ od podÂłogi lub sufitu. KaÂżdemu punktowi przestrzeni odpowiadajÂą okreÂślone trzy liczby; kaÂżdym trzem liczbom odpowiada okreÂślony punkt przestrzeni. WyraÂżamy to zdaniem: nasza przestrzeĂą jest trĂłjwymiarowym continuum. Dla kaÂżdego punktu przestrzeni istniejÂą punkty dowolnie bliskie. I znĂłw dowolna maÂłoÂśĂŚ odcinkĂłw dajÂących poÂłÂączenie odlegÂłych punktĂłw, z ktĂłrych kaÂżdy jest przedstawiony przez trzy liczby, jest charakterystycznÂą cechÂą trĂłjwymiarowego continuum.
Wszystko to jednak ma niewiele wspĂłlnego z fizykÂą. Aby powrĂłciĂŚ do fizyki, musimy rozwaÂżyĂŚ ruch czÂąstek materialnych. ChcÂąc obserwowaĂŚ i przewidywaĂŚ zdarzenia zachodzÂące w przyrodzie, musimy braĂŚ pod uwagĂŞ nie tylko miejsce, ale i czas, w ktĂłrym zachodzÂą zdarzenia fizyczne. WeÂźmy znĂłw bardzo prosty przykÂład.
Z wieÂży upuszczony zostaje maÂły kamieĂą, ktĂłry moÂżna uwaÂżaĂŚ za czÂąstkĂŞ. PrzypuÂśĂŚmy, Âże wysokoÂśĂŚ wieÂży wynosi 80 m. Od czasĂłw Galileusza potrafimy przewidywaĂŚ, jaka bĂŞdzie wspĂłÂłrzĂŞdna kamienia w dowolnej chwili po jego upuszczeniu. Oto „rozkÂład jazdy” opisujÂący poÂłoÂżenia kamienia po 0, 1, 2, 3 i 4 sekundach.
Nasz „rozkÂład jazdy” notuje piĂŞĂŚ zdarzeĂą, z ktĂłrych kaÂżde przedstawione jest przez dwie liczby – wspĂłÂłrzĂŞdnÂą czasowÂą i przestrzennÂą danego zdarzenia. Pierwszym zdarzeniem jest upuszczenie kamienia z wysokoÂści 80 metrĂłw nad ziemiÂą w zerowej sekundzie. Drugim zdarzeniem jest miniĂŞcie przez kamieĂą kreski na naszej sztywnej sztabie (wieÂża) na wysokoÂści 75 metrĂłw nad ziemiÂą. NastĂŞpuje to po pierwszej sekundzie. Ostatnim zdarzeniem jest zderzenie siĂŞ kamienia z ziemiÂą.
WiadomoÂści uzyskane z naszego „rozkÂładu jazdy” moÂżemy ujÂąĂŚ w nieco inny sposĂłb. PiĂŞĂŚ par liczb z „rozkÂładu jazdy” moÂżemy przedstawiĂŚ jako piĂŞĂŚ punktĂłw na pÂłaszczyÂźnie. Najpierw ustalmy skalĂŞ. Jeden odcinek bĂŞdzie odpowiadaÂł metrowi, drugi sekundzie. Na przykÂład:
NastĂŞpnie narysujmy dwie prostopadÂłe linie i nazwijmy na przykÂład poziomÂą – osiÂą czasowÂą, pionowÂą zaÂś – osiÂą przestrzennÂą. WidaĂŚ od razu, Âże nasz „rozkÂład jazdy” moÂżna przedstawiĂŚ w postaci piĂŞciu punktĂłw na pÂłaszczyÂźnie czasoprzestrzennej. OdlegÂłoÂści punktĂłw od osi przestrzennej przedstawiajÂą wspĂłÂłrzĂŞdne czasowe, zanotowane w pierwszej kolumnie naszego „rozkÂładu jazdy”, odlegÂłoÂści od osi czasowej oznaczajÂą wspĂłÂłrzĂŞdne przestrzenne.
DokÂładnie te same informacje moÂżna zapisaĂŚ na dwa sposoby: za pomocÂą „rozkÂładu jazdy” oraz za pomocÂą punktĂłw na pÂłaszczyÂźnie. KaÂżdy z tych zapisĂłw moÂżna skonstruowaĂŚ na podstawie znajomoÂści drugiego. WybĂłr jednego z tych dwĂłch sposobĂłw jest wyÂłÂącznie sprawÂą gustu, gdyÂż sÂą one w gruncie rzeczy rĂłwnowaÂżne.
PĂłjdÂźmy teraz o krok dalej. WyobraÂźmy sobie lepszy „rozkÂład jazdy”, ktĂłry by podawaÂł poÂłoÂżenie nie co sekundĂŞ, lecz na przykÂład co jednÂą setnÂą albo jednÂą tysiĂŞcznÂą sekundy. Na naszej pÂłaszczyÂźnie czasoprzestrzennej bĂŞdziemy wtedy mieli bardzo wiele punktĂłw.
JeÂśli wreszcie poÂłoÂżenie bĂŞdzie okreÂślone dla kaÂżdej chwili, czyli, jak powiadajÂą matematycy, jeÂśli wspĂłÂłrzĂŞdna przestrzenna bĂŞdzie zadana jako funkcja czasu, wĂłwczas nasz ukÂład punktĂłw stanie siĂŞ liniÂą ciÂągÂłÂą. NastĂŞpny rysunek przedstawia wiĂŞc peÂłnÂą wiedzĂŞ o ruchu, a nie, jak poprzednio, jej wycinek.
Ruch wzdÂłuÂż sztywnej sztaby (wieÂży), ruch w przestrzeni jednowymiarowej, jest tu przedstawiony w postaci krzywej w dwuwymiarowym continuum czasoprzestrzennym. KaÂżdemu punktowi naszego continuum czasoprzestrzennego odpowiada para liczb, z ktĂłrych jedna oznacza wspĂłÂłrzĂŞdnÂą czasowÂą, druga – wspĂłÂłrzĂŞdnÂą przestrzennÂą.
I na odwrĂłt: kaÂżdej parze liczb charakteryzujÂącej zdarzenie odpowiada okreÂślony punkt naszej pÂłaszczyzny czasoprzestrzennej. Dwa sÂąsiednie punkty przedstawiajÂą dwa zdarzenia, ktĂłre zaszÂły w nieznacznie tylko odlegÂłych miejscach i w nieznacznie odlegÂłych chwilach.
MĂłgÂłby ktoÂś postawiĂŚ naszemu ujĂŞciu zarzut, Âże nie ma sensu przedstawiaĂŚ jednostki czasu w postaci odcinka, ÂłÂączyĂŚ ten odcinek mechanicznie z przestrzeniÂą i tworzyĂŚ z dwĂłch continuĂłw jednowymiarowych jedno continuum dwuwymiarowe. Taki sam zarzut trzeba by jednak postawiĂŚ wszystkim wykresom obrazujÂącym na przykÂład zeszÂłoroczne zmiany temperatury w Nowym Jorku lub wykresom przedstawiajÂącym zmiany kosztĂłw utrzymania w ciÂągu ostatnich kilku lat, w kaÂżdym z tych wypadkĂłw stosowano bowiem dokÂładnie tĂŞ samÂą metodĂŞ. Na wykresach temperatury jednowymiarowe continuum temperatury poÂłÂączono z jednowymiarowym continuum czasu w dwuwymiarowe continuum temperaturowo-czasowe.
PowrĂłĂŚmy do czÂąstki upuszczonej z osiemdziesiĂŞciometrowej wieÂży. Nasz graficzny obraz ruchu jest bardzo poÂżyteczny, gdyÂż wyznacza on poÂłoÂżenie czÂąstki w dowolnej chwili. WiedzÂąc, jak siĂŞ czÂąstka porusza, chcielibyÂśmy jeszcze raz przedstawiĂŚ jej ruch. MoÂżna tego dokonaĂŚ na dwa sposoby.
PamiĂŞtamy obraz czÂąstki zmieniajÂącej w czasie swe poÂłoÂżenie w jednowymiarowej przestrzeni. Przedstawiamy tu ruch, jako nastĂŞpstwo zdarzeĂą w jednowymiarowym continuum przestrzennym. Nie mieszamy czasu i przestrzeni, stosujemy obraz dynamiczny, w ktĂłrym poÂłoÂżenia z m i e n i a j Âą s i ĂŞ z upÂływem czasu.
Ale ten sam ruch moÂżna przedstawiĂŚ inaczej. RozwaÂżajÂąc krzywÂą w dwuwymiarowym continuum czasoprzestrzennym, uzyskamy obraz statyczny. Ruch jest teraz przedstawiony jako coÂś, co j e s t, co istnieje w dwuwymiarowym continuum czasoprzestrzennym, a nie jako coÂś, co siĂŞ zmienia w jednowymiarowym continuum przestrzennym.
Oba te obrazy sÂą ÂściÂśle rĂłwnowaÂżne i wybĂłr jednego z nich jest tylko rzeczÂą umowy i gustu.
Wszystko, co powiedzieliÂśmy tu o dwĂłch obrazach ruchu, nie ma absolutnie nic wspĂłlnego z teoriÂą wzglĂŞdnoÂści. KaÂżde z tych przedstawieĂą jest rĂłwnie dobre, choĂŚ fizyka klasyczna skÂłaniaÂła siĂŞ raczej ku obrazowi dynamicznemu, opisujÂącemu ruch jako coÂś dziejÂącego siĂŞ w przestrzeni, a nie jako coÂś istniejÂącego w czasoprzestrzeni. Teoria wzglĂŞdnoÂści zmieniÂła jednak ten poglÂąd. WypowiedziaÂła siĂŞ ona wyraÂźnie za obrazem statycznym, znajdujÂąc w takim wÂłaÂśnie przedstawieniu ruchu, jako czegoÂś istniejÂącego w czasoprzestrzeni, wygodniejszy i bardziej obiektywny obraz rzeczywistoÂści. Pozostaje nam jeszcze odpowiedzieĂŚ na pytanie: dlaczego te dwa obrazy, rĂłwnowaÂżne z punktu widzenia fizyki klasycznej, nie sÂą rĂłwnowaÂżne z punktu widzenia teorii wzglĂŞdnoÂści?
Aby zrozumieĂŚ odpowiedÂź na to pytanie, rozwaÂżmy znĂłw dwa u. w., poruszajÂące siĂŞ wzglĂŞdem siebie ruchem jednostajnym.
WedÂług fizyki klasycznej obserwatorzy w dwĂłch u. w., poruszajÂących siĂŞ wzglĂŞdem siebie ruchem jednostajnym, przypiszÂą danemu zdarzeniu rĂłÂżne wspĂłÂłrzĂŞdne przestrzenne, ale jednakowÂą wspĂłÂłrzĂŞdnÂą czasowÂą. Tak wiĂŞc, w naszym przykÂładzie, zderzenie czÂąstki z ziemiÂą okreÂślone jest w naszym wybranym u .w. przez wspĂłÂłrzĂŞdnÂą czasowÂą „4” oraz przez wspĂłÂłrzĂŞdnÂą przestrzennÂą „0”. WedÂług mechaniki klasycznej obserwator poruszajÂący siĂŞ wzglĂŞdem wybranego u. w. ruchem jednostajnym teÂż stwierdzi, Âże kamieĂą spadÂł na ziemiĂŞ po czterech sekundach. Obserwator ten bĂŞdzie jednak odnosiÂł odlegÂłoÂśĂŚ do swego u. w. i przypisze zdarzeniu upadku na ogĂłÂł inne wspĂłÂłrzĂŞdne przestrzenne, choĂŚ wspĂłÂłrzĂŞdna czasowa bĂŞdzie taka sama dla niego, jak i dla wszystkich innych obserwatorĂłw poruszajÂących siĂŞ wzglĂŞdem siebie ruchem jednostajnym. Fizyka klasyczna zna tylko „bezwzglĂŞdny” bieg czasu dla wszystkich obserwatorĂłw. W kaÂżdym u. w. moÂżna rozbiĂŚ continuum dwuwymiarowe na dwa continua jednowymiarowe: czas i przestrzeĂą. Z uwagi na „bezwzglĂŞdny” charakter czasu, przejÂście od „statycznego” do „dynamicznego” obrazu ruchu ma w fizyce klasycznej obiektywny sens.
DaliÂśmy siĂŞ juÂż jednak przekonaĂŚ, Âże na ogĂłÂł nie wolno w fizyce stosowaĂŚ transformacji klasycznej. Z praktycznego punktu widzenia moÂżna jÂą nadal stosowaĂŚ przy maÂłych prĂŞdkoÂściach, ale nie moÂżna z jej pomocÂą rozwiÂązywaĂŚ podstawowych zagadnieĂą fizyki.
WedÂług teorii wzglĂŞdnoÂści czas zderzenia kamienia z ziemiÂą nie bĂŞdzie dla wszystkich obserwatorĂłw taki sam. WspĂłÂłrzĂŞdne czasowe i wspĂłÂłrzĂŞdne przestrzenne bĂŞdÂą rĂłÂżne w dwĂłch u. w., a zmiana wspĂłÂłrzĂŞdnej czasowej bĂŞdzie zupeÂłnie wyraÂźna, jeÂśli wzglĂŞdna prĂŞdkoÂśĂŚ bĂŞdzie bliska prĂŞdkoÂści ÂświatÂła. Nie moÂżna, jak w fizyce klasycznej, rozbiĂŚ continuum dwuwymiarowego na dwa continua jednowymiarowe. Przy wyznaczaniu wspĂłÂłrzĂŞdnych czasoprzestrzennych w innym u. w. nie wolno nam rozwaÂżaĂŚ oddzielnie czasu i przestrzeni. Rozbijanie continuum dwuwymiarowego na dwa jednowymiarowe wydaje siĂŞ z punktu widzenia teorii wzglĂŞdnoÂści postĂŞpowaniem dowolnym, nie posiadajÂącym obiektywnego znaczenia.
Wszystko, coÂśmy dotÂąd powiedzieli, Âłatwo jest uogĂłlniĂŚ na przypadek ruchu nie ograniczonego do linii prostej. Istotnie, do opisu zdarzeĂą zachodzÂących w przyrodzie potrzeba nie dwĂłch, lecz czterech liczb. Nasza przestrzeĂą fizyczna, wyznaczona przez obiekty i ich ruch, ma trzy wymiary i poÂłoÂżenia okreÂślane sÂą przez te liczby. Chwila, w ktĂłrej zachodzi zdarzenie, jest czwartÂą liczbÂą. KaÂżdemu zdarzeniu odpowiadajÂą cztery okreÂślone liczby; kaÂżdej czwĂłrce liczb odpowiada okreÂślone zdarzenie. A wiĂŞc: Âświat zdarzeĂą tworzy czterowymiarowe continuum. Nie ma w tym nic tajemniczego i ostatnie zdanie jest rĂłwnie prawdziwe dla fizyki klasycznej, jak i dla teorii wzglĂŞdnoÂści. RĂłÂżnica ujawnia siĂŞ znĂłw, gdy rozpatrywaĂŚ dwa u. w., ktĂłre siĂŞ wzglĂŞdem siebie poruszajÂą. PokĂłj porusza siĂŞ, a obserwatorzy, wewnĂŞtrzny i zewnĂŞtrzny, wyznaczajÂą wspĂłÂłrzĂŞdne czasoprzestrzenne tych samych zdarzeĂą. Fizyk klasyczny i tym razem rozbija czterowymiarowe continua na trĂłjwymiarowe przestrzenie i jednowymiarowe continuum czasowe.
Dawny fizyk zajmuje siĂŞ tylko transformacjami przestrzennymi, gdyÂż czas jest dla niego bezwzglĂŞdny. Rozbijanie czterowymiarowych continuĂłw Âświata na przestrzeĂą i czas uwaÂża on za naturalne i wygodne. Ale z punktu widzenia teorii wzglĂŞdnoÂści przy przechodzeniu z jednego u. w. do drugiego zmienia siĂŞ nie tylko przestrzeĂą, ale i czas, a transformacja Lorentza opisuje wÂłasnoÂści transformacyjne czterowymiarowego continuum czasoprzestrzennego zwiÂązanego z naszym czterowymiarowym Âświatem zdarzeĂą.
ÂŚwiat zdarzeĂą moÂżna opisaĂŚ dynamicznie za pomocÂą obrazu zmieniajÂącego siĂŞ w czasie i przedstawionego na tle przestrzeni trĂłjwymiarowej. MoÂżna go jednak rĂłwnieÂż opisaĂŚ za pomocÂą obrazu statycznego, przedstawionego na tle czterowymiarowego continuum czasoprzestrzennego. Z punktu widzenia fizyki klasycznej oba obrazy, dynamiczny i statyczny, sÂą sobie rĂłwnowaÂżne. Ale z punktu widzenia teorii wzglĂŞdnoÂści obraz statyczny jest wygodniejszy i bardziej obiektywny.
Obrazem dynamicznym moÂżemy, jeÂśli wolimy, posÂługiwaĂŚ siĂŞ nawet w teorii wzglĂŞdnoÂści. Musimy jednak pamiĂŞtaĂŚ, Âże ten podziaÂł na czas i przestrzeĂą nie ma sensu obiektywnego, gdyÂż czas nie jest juÂż „bezwzglĂŞdny”.
W dalszych fragmentach bĂŞdziemy nadal posÂługiwaĂŚ siĂŞ jĂŞzykiem „dynamicznym”, a nie statycznym, pamiĂŞtajÂąc jednak o jego ograniczeniach.
P
ozostaje jeszcze do wyjaÂśnienia jeden punkt. Nie rozstrzygnĂŞliÂśmy dotÂąd jednego z najbardziej podstawowych zagadnieĂą: czy istnieje ukÂład inercjalny? DowiedzieliÂśmy siĂŞ juÂż coÂś nie coÂś o prawach przyrody, ich niezmiennoÂści wzglĂŞdem transformacji Lorentza oraz ich waÂżnoÂści we wszystkich ukÂładach inercjalnych poruszajÂących siĂŞ wzglĂŞdem siebie ruchem jednostajnym. Mamy prawa, lecz nie znamy ukÂładu, do ktĂłrego moÂżna by je odnieÂśĂŚ.
Aby sobie lepiej zdaĂŚ sprawĂŞ z tej trudnoÂści, przeprowadÂźmy wywiad z przedstawicielem fizyki klasycznej, zadajÂąc mu kilka prostych pytaĂą:
– Co to jest ukÂład inercjalny?
– Jest to ukÂład, w ktĂłrym obowiÂązujÂą prawa mechaniki. W takim u. w. ciaÂło, na ktĂłre nie dziaÂłajÂą siÂły zewnĂŞtrzne, porusza siĂŞ ruchem jednostajnym. WÂłasnoÂśĂŚ ta pozwala nam odrĂłÂżniĂŚ inercjalny u. w. od kaÂżdego innego.
– CĂłÂż jednak oznacza powiedzenie, Âże na ciaÂło nie dziaÂłajÂą siÂły?
– Znaczy to po prostu, Âże w inercjalnym u. w. ciaÂło to porusza siĂŞ ruchem jednostajnym.
MoglibyÂśmy w tym miejscu powtĂłrzyĂŚ pytanie „Co to jest inercjalny u. w.?” PoniewaÂż jednak nie ma wielkiej nadziei na uzyskanie odpowiedzi innej niÂż wyÂżej przytoczona, sprĂłbujmy zdobyĂŚ trochĂŞ konkretnych informacji, zmieniajÂąc pytanie:
– Czy u. w. zwiÂązany sztywno z ZiemiÂą jest inercjalny?
– Nie, gdyÂż prawa mechaniki nie obowiÂązujÂą w nim ÂściÂśle, a to ze wzglĂŞdu na obrĂłt Ziemi. W wielu zagadnieniach moÂżna za inercjalny u. w. uwaÂżaĂŚ ukÂład zwiÂązany sztywno ze SÂłoĂącem; gdy jednak mĂłwimy o wirujÂącym SÂłoĂącu, wĂłwczas zwiÂązanego z nim u. w. rĂłwnieÂż nie moÂżna uwaÂżaĂŚ za ÂściÂśle inercjalny.
– Czym wiĂŞc wÂłaÂściwie jest twĂłj inercjalny u. w. i jaki ruch naleÂży mu przypisaĂŚ?
– Jest to po prostu poÂżyteczna fikcja i nie mam pojĂŞcia, jak jÂą urzeczywistniĂŚ. Gdybym siĂŞ tylko potrafiÂł dostatecznie oddaliĂŚ od wszystkich ciaÂł materialnych i uwolniĂŚ od wszelkich wpÂływĂłw zewnĂŞtrznych, mĂłj u. w. byÂłby wĂłwczas inercjalny.
– Ale co rozumiesz przez u. w. wolny od wszelkich wpÂływĂłw zewnĂŞtrznych?
– Rozumiem przez to, Âże u. w. jest inercjalny.
ZnĂłw powrĂłciliÂśmy do pytania wyjÂściowego!
Wywiad nasz ujawnia powaÂżnÂą trudnoÂśĂŚ fizyki klasycznej. Mamy prawa, ale nie wiemy, w jakim ukÂładzie je stosowaĂŚ, a caÂły nasz gmach fizyki przypomina zamki na lodzie.
Do tej samej trudnoÂści moÂżemy podejÂśĂŚ z innego punktu widzenia. SprĂłbujmy sobie wyobraziĂŚ, Âże w caÂłym wszechÂświecie istnieje tylko jedno ciaÂło stanowiÂące nasz u. w. CiaÂło to zaczyna wirowaĂŚ. WedÂług mechaniki klasycznej prawa fizyki sÂą inne dla ciaÂła wirujÂącego niÂż dla nie wirujÂącego. JeÂśli zasada bezwÂładnoÂści obowiÂązuje w jednym wypadku, to nie obowiÂązuje w drugim. Wszystko to jednak brzmi bardzo podejrzanie. Czy wolno rozwaÂżaĂŚ ruch jednego tylko ciaÂła w caÂłym wszechÂświecie? Przez ruch ciaÂła rozumiemy zawsze zmianĂŞ jego poÂłoÂżenia w stosunku do innego ciaÂła. ToteÂż mĂłwienie o ruchu tylko jednego ciaÂła jest sprzeczne ze zdrowym rozsÂądkiem. Zachodzi tu wyraÂźna sprzecznoÂśĂŚ miĂŞdzy mechanikÂą klasycznÂą a zdrowym rozsÂądkiem. Recepta Newtona brzmi: jeÂżeli obowiÂązuje zasada bezwÂładnoÂści, to u. w. albo pozostaje w spoczynku, albo porusza siĂŞ ruchem jednostajnym. JeÂżeli zasada bezwÂładnoÂści nie obowiÂązuje, to ciaÂło porusza siĂŞ ruchem niejednostajnym. Tak wiĂŞc stwierdzenie ruchu lub spoczynku zaleÂży od tego, czy w danym u. w. moÂżna stosowaĂŚ wszystkie prawa fizyki, czy teÂż nie.
WeÂźmy dwa ciaÂła, na przykÂład ZiemiĂŞ i SÂłoĂące. Ruch, ktĂłry obserwujemy, jest i tym razem wzglĂŞdny. MoÂżna go opisaĂŚ, wiÂąÂżÂąc u. w. bÂądÂź z ZiemiÂą, bÂądÂź teÂż ze SÂłoĂącem. Z tego punktu widzenia wielkie dzieÂło Kopernika polega na przeniesieniu u. w. z Ziemi na SÂłoĂące. PoniewaÂż jednak ruch jest wzglĂŞdny i moÂżemy siĂŞ posÂługiwaĂŚ dowolnym ukÂładem odniesienia, nie ma chyba powodu, aby uwaÂżaĂŚ jeden u. w. za korzystniejszy od drugiego.
I tu znĂłw wkracza fizyka, zmieniajÂąc nasz dotychczasowy, zdroworozsÂądkowy sposĂłb myÂślenia. U. w. zwiÂązany ze SÂłoĂącem bardziej przypomina ukÂład inercjalny niÂż u. w. zwiÂązany z ZiemiÂą. Prawa fizyki powinno siĂŞ stosowaĂŚ w ukÂładzie Kopernika, a nie Ptolemeusza. WielkoÂśĂŚ odkrycia Kopernika moÂżna oceniĂŚ tylko z punktu widzenia fizyki. Wskazuje ono na wielkÂą korzyÂśĂŚ, jaka wynika ze stosowania do opisu ruchu planet u. w. sztywno zwiÂązanego ze SÂłoĂącem.
W fizyce klasycznej nie istnieje bezwzglĂŞdny ruch jednostajny. JeÂżeli dwa u. w. poruszajÂą siĂŞ wzglĂŞdem siebie, to powiedzenie: „Ten u. w. spoczywa, a ten siĂŞ porusza” nie ma sensu. JeÂśli jednak dwa u. w. poruszajÂą siĂŞ wzglĂŞdem siebie niejednostajnie, wĂłwczas powiedzenie: „To ciaÂło porusza siĂŞ, a to spoczywa (lub siĂŞ porusza ruchem jednostajnym)” jest zupeÂłnie uzasadnione. Ruch bezwzglĂŞdny ma teraz zupeÂłnie okreÂślone znaczenie. Powstaje tu gÂłĂŞboka przepaÂśĂŚ miĂŞdzy zdrowym rozsÂądkiem a fizykÂą klasycznÂą. Obie wspomniane trudnoÂści – kwestia ukÂładu inercjalnego oraz kwestia ruchu bezwzglĂŞdnego – sÂą ze sobÂą ÂściÂśle zwiÂązane. Ruch bezwzglĂŞdny moÂżliwy jest tylko dziĂŞki koncepcji ukÂładu inercjalnego, w ktĂłrym obowiÂązujÂą prawa przyrody.
MogÂłoby siĂŞ wydawaĂŚ, Âże z tych trudnoÂści nie ma wyjÂścia, Âże nie moÂże ich uniknÂąĂŚ Âżadna teoria fizyczna. WynikajÂą one z tego, Âże prawa przyrody obowiÂązujÂą tylko w szczegĂłlnej klasie u. w., tylko w ukÂładach inercjalnych. MoÂżliwoÂśĂŚ przezwyciĂŞÂżenia tej trudnoÂści zaleÂży od odpowiedzi na nastĂŞpujÂące pytanie: Czy moÂżna tak sformuÂłowaĂŚ prawa fizyki, aby obowiÂązywaÂły one we wszystkich u. w., nie tylko w tych, ktĂłre siĂŞ poruszajÂą ruchem jednostajnym, ale rĂłwnieÂż w tych, ktĂłre siĂŞ wzglĂŞdem siebie poruszajÂą zupeÂłnie dowolnie? JeÂśli siĂŞ okaÂże, Âże tak jest, to bĂŞdzie to oznaczaÂło koniec naszych trudnoÂści. Prawa przyrody bĂŞdzie moÂżna stosowaĂŚ w dowolnym u. w. Walka miĂŞdzy poglÂądami Ptolemeusza i Kopernika, tak zawziĂŞta w zaraniu nauk przyrodniczych, okazaÂłaby siĂŞ zupeÂłnie bezprzedmiotowa, gdyÂż moÂżna uÂżywaĂŚ z rĂłwnym powodzeniem kaÂżdego z obu ukÂładĂłw. Dwa zdania „SÂłoĂące spoczywa, a Ziemia siĂŞ porusza” oraz „SÂłoĂące siĂŞ porusza, a Ziemia spoczywa” oznaczaÂłyby po prostu dwie rĂłÂżne umowy dotyczÂące dwĂłch rĂłÂżnych u. w.
Czy moÂżna zbudowaĂŚ prawdziwie relatywistycznÂą fizykĂŞ, ktĂłra by obowiÂązywaÂła we wszystkich u. w., fizykĂŞ, w ktĂłrej nie byÂłoby miejsca na ruch bezwzglĂŞdny, a tylko na wzglĂŞdny? OtĂłÂż jest to moÂżliwe!
Mamy przynajmniej jednÂą, choĂŚ bardzo ogĂłlnikowÂą wskazĂłwkĂŞ, jak tĂŞ nowÂą fizykĂŞ budowaĂŚ. Prawdziwie relatywistyczna fizyka musi obowiÂązywaĂŚ we wszystkich u. w., a wiĂŞc rĂłwnieÂż w szczegĂłlnym przypadku ukÂładu inercjalnego. Znamy juÂż prawa, ktĂłre obowiÂązujÂą w inercjalnym u. w. Nowe, ogĂłlne prawa, obowiÂązujÂące we wszystkich u. w., muszÂą w szczegĂłlnym przypadku ukÂładu inercjalnego sprowadzaĂŚ siĂŞ do starych, znanych praw.
Zagadnienie sformuÂłowania praw fizyki tak, by obowiÂązywaÂły one w dowolnym u. w., zostaÂło rozwiÂązane przez tak zwanÂą ogĂłlnÂą teoriĂŞ wzglĂŞdnoÂści; poprzednia teoria, dotyczÂąca tylko ukÂładĂłw inercjalnych, nazywa siĂŞ szczegĂłlnÂą teoriÂą wzglĂŞdnoÂści. OczywiÂście obie te teorie nie mogÂą byĂŚ ze sobÂą sprzeczne, gdyÂż stare prawa szczegĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści muszÂą siĂŞ zawieraĂŚ w ogĂłlnych prawach zastosowanych do ukÂładu inercjalnego. O ile jednak poprzednio inercjalny u. w. byÂł jedynym, dla ktĂłrego formuÂłowano prawa fizyki, o tyle teraz bĂŞdzie on stanowiÂł szczegĂłlny przypadek graniczny, gdyÂż dozwolone sÂą wszystkie u. w., poruszajÂące siĂŞ wzglĂŞdem siebie w dowolny sposĂłb.
Mamy wiĂŞc program dla ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści. Ale szkicujÂąc drogĂŞ jego realizacji, bĂŞdziemy zmuszeni wyraÂżaĂŚ siĂŞ jeszcze mniej jasno niÂż dotychczas. Nowe trudnoÂści wyÂłaniajÂące siĂŞ w miarĂŞ rozwoju nauki sprawiajÂą, Âże nasza teoria staje siĂŞ coraz bardziej abstrakcyjna. WciÂąÂż jeszcze oczekujÂą nas niespodziewane przygody, ale naszym celem ostatecznym jest zawsze lepsze zrozumienie rzeczywistoÂści. ÂŁaĂącuch logiczny ÂłÂączÂący teoriĂŞ z doÂświadczeniem zostaje wzbogacony o nowe ogniwa. Aby drogĂŞ wiodÂącÂą od teorii do doÂświadczenia oczyÂściĂŚ ze zbĂŞdnych i sztucznych zaÂłoÂżeĂą, aby ogarniaĂŚ coraz szerszy zakres faktĂłw, musimy nasz ÂłaĂącuch coraz bardziej wydÂłuÂżaĂŚ. Im prostsze, im bardziej podstawowe stajÂą siĂŞ nasze zaÂłoÂżenia, tym bardziej komplikuje siĂŞ matematyczne narzĂŞdzie rozumowania; droga od teorii do doÂświadczenia staje siĂŞ dÂłuÂższa, subtelniejsza i bardziej zawiÂła. ChoĂŚ brzmi to paradoksalnie, jednak moÂżna powiedzieĂŚ, Âże fizyka wspĂłÂłczesna jest prostsza od starej fizyki i dlatego wydaje siĂŞ trudniejsza i bardziej zÂłoÂżona. Im prostszy jest nasz obraz Âświata zewnĂŞtrznego, im wiĂŞcej ogarnia faktĂłw, tym wyraÂźniej odbija w naszych umysÂłach harmoniĂŞ wszechÂświata.
Nasza nowa idea jest prosta: chcemy zbudowaĂŚ fizykĂŞ, obowiÂązujÂącÂą we wszystkich u. w. Realizacja tej idei pociÂąga za sobÂą trudnoÂści formalne i zmusza nas do korzystania z narzĂŞdzi matematycznych innych niÂż te, ktĂłrymi posÂługiwano siĂŞ dotÂąd w fizyce. PokaÂżemy tu tylko zwiÂązek miĂŞdzy realizacjÂą tego programu a dwoma podstawowymi zagadnieniami: grawitacjÂą i geometriÂą.

WewnÂątrz i na zewnÂątrz windy

P
rawo bezwÂładnoÂści stanowiÂło w fizyce pierwszy wielki krok naprzĂłd, byÂło w gruncie rzeczy jej poczÂątkiem. Odkryto je na drodze rozwaÂżania wyidealizowanego doÂświadczenia z ciaÂłem poruszajÂącym siĂŞ wiecznie, bez tarcia i bez dziaÂłania jakichkolwiek siÂł zewnĂŞtrznych. PrzykÂład ten, a potem wiele innych, pozwoliÂł nam zrozumieĂŚ doniosÂłoÂśĂŚ wyidealizowanych doÂświadczeĂą myÂślowych. Obecnie bĂŞdziemy znĂłw rozwaÂżaĂŚ wyidealizowane doÂświadczenia. ChoĂŚ mogÂą siĂŞ one wydaĂŚ fantastyczne, to jednak pomogÂą nam zrozumieĂŚ teoriĂŞ wzglĂŞdnoÂści w takim zakresie, w jakim to jest moÂżliwe przy uÂżyciu naszych prostych metod.
Poprzednio mieliÂśmy wyidealizowane doÂświadczenie z pokojem, ktĂłry poruszaÂł siĂŞ ruchem jednostajnym. Teraz dla odmiany bĂŞdziemy mieli spadajÂącÂą windĂŞ.
WyobraÂźmy sobie wielkÂą windĂŞ zawieszonÂą u szczytu drapacza chmur, znacznie wyÂższego niÂż jakikolwiek rzeczywiÂście istniejÂący. Lina utrzymujÂąca windĂŞ nagle pĂŞka i winda spada swobodnie ku ziemi. W czasie spadania obserwatorzy wewnÂątrz windy wykonujÂą doÂświadczenia. Przy ich opisie nie musimy siĂŞ zajmowaĂŚ ani oporem powietrza, ani tarciem, gdyÂż nasze wyidealizowane warunki pozwalajÂą je pominÂąĂŚ. Jeden z obserwatorĂłw wyjmuje z kieszeni chustkĂŞ i zegarek i upuszcza je. Co siĂŞ stanie z tymi dwoma ciaÂłami? Dla obserwatora zewnĂŞtrznego, ktĂłry przyglÂąda siĂŞ wszystkiemu przez okno w windzie, zarĂłwno chustka, jak i zegarek spadajÂą w dĂłÂł dokÂładnie tak samo, z jednakowym przyspieszeniem. PamiĂŞtamy, Âże przyspieszenie spadajÂącego ciaÂła jest zupeÂłnie niezaleÂżne od jego masy i Âże wÂłaÂśnie ta okolicznoÂśĂŚ wskazaÂła na rĂłwnoÂśĂŚ masy grawitacyjnej i masy bezwÂładnej. PamiĂŞtamy takÂże, iÂż rĂłwnoÂśĂŚ obu mas, grawitacyjnej i bezwÂładnej, byÂła z punktu widzenia mechaniki klasycznej czystym przypadkiem i nie odgrywaÂła w jej strukturze Âżadnej roli. Teraz jednak rĂłwnoÂśĂŚ ta, znajdujÂąca swĂłj wyraz w jednakowym przyspieszeniu wszystkich spadajÂących ciaÂł, ma zasadnicze znaczenie i stanowi podstawĂŞ caÂłego rozumowania.
PowrĂłĂŚmy do naszej spadajÂącej chustki i zegarka; dla obserwatora zewnĂŞtrznego spadajÂą one z jednakowym przyspieszeniem. Ale z takim samym przyspieszeniem spada rĂłwnieÂż winda, jej Âściany, sufit i podÂłoga. ToteÂż odlegÂłoÂśĂŚ obu ciaÂł od podÂłogi nie zmieni siĂŞ. Dla obserwatora wewnĂŞtrznego oba ciaÂła pozostajÂą dokÂładnie tam, gdzie siĂŞ znajdowaÂły w chwili ich upuszczenia. Obserwator wewnĂŞtrzny moÂże nie braĂŚ pod uwagĂŞ pola grawitacyjnego, gdyÂż ÂźrĂłdÂło tego pola leÂży poza jego u. w. Stwierdza on, Âże wewnÂątrz windy nie dziaÂłajÂą na oba ciaÂła Âżadne siÂły, a wiĂŞc ciaÂła te pozostajÂą w spoczynku, tak jakby to miaÂło miejsce w inercjalnym u. w. W windzie dziejÂą siĂŞ dziwne rzeczy! JeÂśli obserwator popchnie jakieÂś ciaÂło w dowolnym kierunku, na przykÂład w gĂłrĂŞ lub w dĂłÂł, ciaÂło to poruszaĂŚ siĂŞ bĂŞdzie zawsze ruchem jednostajnym tak dÂługo, dopĂłki siĂŞ nie zderzy z sufitem lub z podÂłogÂą windy. KrĂłtko mĂłwiÂąc, w stosunku do obserwatora wewnÂątrz windy obowiÂązujÂą prawa mechaniki klasycznej. Wszystkie ciaÂła zachowujÂą siĂŞ tak, jak to przewiduje prawo bezwÂładnoÂści. Nasz nowy u. w., sztywno zwiÂązany ze spadajÂącÂą swobodnie windÂą, rĂłÂżni siĂŞ od ukÂładu inercjalnego tylko pod jednym wzglĂŞdem. W inercjalnym u. w. ciaÂło, na ktĂłre nie dziaÂłajÂą siÂły, bĂŞdzie siĂŞ poruszaĂŚ ruchem jednostajnym wiecznie. Inercjalny u. w. – jak go sobie wyobraÂża fizyka klasyczna – nie jest ograniczony ani w przestrzeni, ani w czasie. Z obserwatorem w naszej windzie jest jednak inaczej.
Inercjalny charakter jego u. w. jest ograniczony w przestrzeni i w czasie. CiaÂło, poruszajÂące siĂŞ ruchem jednostajnym, prĂŞdzej czy pĂłÂźniej zderzy siĂŞ ze ÂścianÂą windy, niszczÂąc ruch jednostajny. PrĂŞdzej czy pĂłÂźniej caÂła winda zderzy siĂŞ z ziemiÂą, niszczÂąc obserwatorĂłw wraz z ich doÂświadczeniami. Taki u. w. jest tylko „kieszonkowym wydaniem” prawdziwego inercjalnego u. w.
Ăw lokalny charakter u. w. ma zasadnicze znaczenie. Gdyby nasza urojona winda miaÂła rozciÂągaĂŚ siĂŞ od bieguna pĂłÂłnocnego do rĂłwnika, z chusteczkÂą umieszczonÂą nad biegunem i z zegarkiem nad rĂłwnikiem, wĂłwczas dla obserwatora zewnĂŞtrznego przyspieszenia obu ciaÂł nie byÂłyby rĂłwne; ciaÂła te nie pozostawaÂłyby wzglĂŞdem siebie w spoczynku. ZawiodÂłoby caÂłe nasze rozumowanie! Wymiary windy muszÂą byĂŚ ograniczone tak, by moÂżna byÂło zaÂłoÂżyĂŚ rĂłwnoÂśĂŚ przyspieszeĂą wszystkich ciaÂł wzglĂŞdem obserwatora zewnĂŞtrznego.
Przy tym ograniczeniu u. w. przybiera dla obserwatora wewnĂŞtrznego charakter inercjalny. MoÂżemy nareszcie wskazaĂŚ – co prawda ograniczony w czasie i przestrzeni – u. w., w ktĂłrym obowiÂązujÂą wszystkie prawa przyrody. JeÂśli wyobrazimy sobie inny u. w., innÂą windĂŞ, poruszajÂącÂą siĂŞ ruchem jednostajnym wzglĂŞdem spadajÂącej swobodnie, to oba te u. w. bĂŞdÂą lokalnie inercjalne. Wszystkie prawa sÂą w nich obu dokÂładnie takie same. PrzejÂście od jednego do drugiego jest dane przez transformacjĂŞ Lorentza.
Przyjrzyjmy siĂŞ, w jaki sposĂłb obaj obserwatorzy, zewnĂŞtrzny i wewnĂŞtrzny, opisujÂą, co siĂŞ dzieje w windzie.
Obserwator zewnĂŞtrzny spostrzega ruch windy i wszystkich ciaÂł wewnÂątrz niej i stwierdza, Âże zachodzi on zgodnie z newtonowskim prawem ciÂąÂżenia. Ruch ten nie jest dla niego jednostajny, lecz przyspieszony, ze wzglĂŞdu na dziaÂłanie pola grawitacyjnego Ziemi.
JednakÂże pokolenie fizykĂłw urodzonych i wychowanych w windzie rozumowaÂłoby zupeÂłnie inaczej. SÂądziliby oni, Âże posiadajÂą ukÂład inercjalny, i odnosiliby wszystkie prawa przyrody do swej windy, twierdzÂąc sÂłusznie, Âże prawa te przybierajÂą w ich u. w. szczegĂłlnie prostÂą postaĂŚ. ZaÂłoÂżenie, Âże ich winda spoczywa i Âże ich u. w. jest inercjalny, byÂłoby dla nich zupeÂłnie naturalne.
RozbieÂżnoÂści miĂŞdzy obserwatorami zewnĂŞtrznym i wewnĂŞtrznym nie sposĂłb usunÂąĂŚ. KaÂżdy z nich mĂłgÂłby domagaĂŚ siĂŞ prawa odnoszenia wszystkich zdarzeĂą do swego u. w. W obu ukÂładach moÂżna opisywaĂŚ zdarzenia w sposĂłb rĂłwnie konsekwentny.
PrzykÂład ten wykazuje, Âże moÂżna w sposĂłb konsekwentny opisaĂŚ zjawiska fizyczne w dwĂłch rĂłÂżnych u. w. nawet wtedy, gdy ukÂłady te nie poruszajÂą siĂŞ wzglĂŞdem siebie ruchem jednostajnym. Przy takim opisie trzeba wziÂąĂŚ pod uwagĂŞ ciÂąÂżenie, budujÂąc jak gdyby „most”, pozwalajÂący na przejÂście od jednego u. w. do drugiego. Pole grawitacyjne istnieje dla obserwatora zewnĂŞtrznego, a nie istnieje dla obserwatora wewnĂŞtrznego. Dla obserwatora zewnĂŞtrznego istnieje przyspieszony ruch windy w polu grawitacyjnym, dla wewnĂŞtrznego – spoczynek i brak pola grawitacyjnego. Ale „most”, pole grawitacyjne, umoÂżliwiajÂące opis w obu u. w., opiera siĂŞ na pewnym bardzo waÂżnym filarze – na rĂłwnowaÂżnoÂści masy grawitacyjnej i masy bez-wÂładnej. Bez tego tropu, nie zauwaÂżonego przez mechanikĂŞ klasycznÂą, nasze obecne rozumowanie zupeÂłnie by zawiodÂło.
RozwaÂżmy teraz nieco inne wyidealizowane doÂświadczenie. PrzypuÂśĂŚmy, Âże istnieje inercjalny u. w., w ktĂłrym obowiÂązuje prawo bezwÂładnoÂści. OpisaliÂśmy juÂż, co siĂŞ dzieje w windzie, spoczywajÂącej w takim u. w. Ale teraz zmieniamy nasz obraz. KtoÂś z zewnÂątrz przymocowaÂł do windy linĂŞ i ciÂągnie jÂą ze staÂłÂą siÂłÂą w kierunku wskazanym na rysunku.
(http://www.wiw.pl/fizyka/ewolucja/pict/rys33_01small.gif)
Nie jest waÂżne, jak siĂŞ to dzieje. PoniewaÂż w naszym u. w. obowiÂązujÂą prawa mechaniki, caÂła winda porusza siĂŞ ze staÂłym przyspieszeniem, ktĂłre ma kierunek ruchu. PosÂłuchajmy, jak obserwatorzy zewnĂŞtrzny i wewnĂŞtrzny objaÂśniajÂą zjawiska zachodzÂące w windzie.
O b s e r w a t o r z e w n ĂŞ t r z n y: MĂłj u. w. jest ukÂładem inercjalnym. Winda porusza siĂŞ ze staÂłym przyspieszeniem, gdyÂż dziaÂła na niÂą staÂła siÂła. Obserwatorzy wewnÂątrz windy pozostajÂą w ruchu bezwzglĂŞdnym, w ich ukÂładzie nie obowiÂązujÂą prawa mechaniki. Nie stwierdzajÂą oni, by ciaÂła, na ktĂłre nie dziaÂłajÂą siÂły, pozostawaÂły w spoczynku. JeÂśli jakieÂś ciaÂło upuÂściĂŚ, to szybko zderzy siĂŞ ono z podÂłogÂą windy, gdyÂż podÂłoga porusza siĂŞ w gĂłrĂŞ, jemu naprzeciw. Dotyczy to zarĂłwno chustki, jak zegarka. Obserwator wewnĂŞtrzny musi, rzecz dziwna, pozostawaĂŚ stale na „podÂłodze”, gdyÂż skoro tylko podskoczy, podÂłoga zaraz go dogoni.
O b s e r w a t o r w e w n ĂŞ t r z n y: Nie widzĂŞ Âżadnego powodu, aby przypuszczaĂŚ, Âże moja winda pozostaje w ruchu bezwzglĂŞdnym. PrzyznajĂŞ, Âże mĂłj u. w., sztywno zwiÂązany z windÂą, nie jest wÂłaÂściwie inercjalny, ale nie wierzĂŞ, by miaÂło to cokolwiek wspĂłlnego z ruchem bezwzglĂŞdnym. Zegarek, chustka i wszystkie ciaÂła spadajÂą, gdyÂż caÂła winda znajduje siĂŞ w polu grawitacyjnym. Spostrzegam tu dokÂładnie taki sam rodzaj ruchu, jaki obserwuje czÂłowiek na Ziemi. WyjaÂśnia on ten ruch dziaÂłaniem pola grawitacyjnego. To samo ma miejsce w moim przypadku.
Oba opisy, jeden dokonany przez obserwatora zewnĂŞtrznego, drugi przez wewnĂŞtrznego, sÂą caÂłkowicie konsekwentne i nie ma sposobu rozstrzygniĂŞcia, ktĂłry z nich jest sÂłuszny. KaÂżdy z nich moÂżemy zastosowaĂŚ do opisu zjawisk zachodzÂących w windzie: albo ruch niejednostajny i nieobecnoÂśĂŚ pola grawitacyjnego – zgodnie z obserwatorem zewnĂŞtrznym, albo spoczynek i obecnoÂśĂŚ pola grawitacyjnego – zgodnie z obserwatorem wewnĂŞtrznym.
Obserwator zewnĂŞtrzny moÂże zaÂłoÂżyĂŚ, Âże winda pozostaje w „bezwzglĂŞdnym” ruchu niejednostajnym. Ale ruchu, ktĂłry przestaje istnieĂŚ przy zaÂłoÂżeniu dziaÂłania pola grawitacyjnego, nie moÂżna uwaÂżaĂŚ za ruch bezwzglĂŞdny.
ByĂŚ moÂże istnieje wyjÂście z dwuznacznoÂści takich dwĂłch rĂłÂżnych opisĂłw i moÂżna dokonaĂŚ wyboru na rzecz jednego z nich. WyobraÂźmy sobie, Âże przez boczne okienko wpada do windy poziomo promieĂą ÂświatÂła, dobiegajÂąc po bardzo krĂłtkim czasie do przeciwlegÂłej Âściany. Zobaczmy, jak nasi dwaj obserwatorzy przewidzÂą drogĂŞ ÂświatÂła.
O b s e r w a t o r z e w n ĂŞ t r z n y, utrzymujÂący, Âże winda porusza siĂŞ ruchem przyspieszonym, rozumowaÂłby tak: PromieĂą ÂświatÂła wpada przez okienko i porusza siĂŞ poziomo, po linii prostej, ze staÂłÂą prĂŞdkoÂściÂą w stronĂŞ przeciwlegÂłej Âściany. Ale winda porusza siĂŞ do gĂłry i w czasie, w ktĂłrym ÂświatÂło biegnie ku Âścianie, winda zmienia swe poÂłoÂżenie. Dlatego teÂż promieĂą padnie w punkcie poÂłoÂżonym nie dokÂładnie naprzeciw punktu wejÂścia promienia, lecz trochĂŞ niÂżej.
(http://www.wiw.pl/fizyka/ewolucja/pict/rys33_02small.gif)
RĂłÂżnica bĂŞdzie bardzo nieznaczna, niemniej jednak bĂŞdzie ona istniaÂła i promieĂą poruszaĂŚ siĂŞ bĂŞdzie wzglĂŞdem windy nie po prostej, lecz po linii nieco zakrzywionej. RĂłÂżnica jest zwiÂązana z drogÂą, jakÂą przebyÂła winda w czasie, gdy promieĂą biegÂł przez jej wnĂŞtrze.
O b s e r w a t o r w e w n ĂŞ t r z n y, utrzymujÂący, Âże na wszystkie przedmioty w jego windzie dziaÂła pole grawitacyjne, powiedziaÂłby: nie ma przyspieszonego ruchu windy, istnieje tylko dziaÂłanie pola grawitacyjnego. WiÂązka ÂświatÂła jest niewaÂżka, toteÂż nie ulega wpÂływowi pola grawitacyjnego. JeÂśli tylko miaÂła kierunek poziomy, to dojdzie do Âściany w punkcie poÂłoÂżonym dokÂładnie naprzeciw punktu wejÂścia.
Z powyÂższej wymiany zdaĂą zdaje siĂŞ wynikaĂŚ, Âże istnieje moÂżliwoÂśĂŚ rozstrzygniĂŞcia miĂŞdzy tymi dwoma przeciwstawnymi punktami widzenia, gdyÂż zjawisko przebiegaÂłoby dla kaÂżdego obserwatora inaczej. JeÂśli w Âżadnym z przytoczonych przed chwilÂą wyjaÂśnieĂą nie ma nic nielogicznego, to caÂłe nasze poprzednie rozumowanie upada i nie moÂżemy opisaĂŚ wszystkich zjawisk na dwa niesprzeczne z sobÂą sposoby, z polem grawitacyjnym i bez pola.
Ale na szczĂŞÂście w rozumowaniu obserwatora wewnĂŞtrznego jest powaÂżny bÂłÂąd, ktĂłry ratuje nasz poprzedni wniosek. Obserwator ten powiedziaÂł: „WiÂązka ÂświatÂła jest niewaÂżka, toteÂż nie ulega wpÂływowi pola grawitacyjnego”. To przecieÂż nieprawda! WiÂązka ÂświatÂła niesie energiĂŞ, a energia ma masĂŞ. Ale kaÂżda masa bezwÂładna jest przyciÂągana przez pole grawitacyjne, gdyÂż masa bezwÂładna jest rĂłwnowaÂżna masie grawitacyjnej. WiÂązka ÂświatÂła zakrzywi siĂŞ w polu grawitacyjnym zupeÂłnie tak samo, jak zakrzywiÂłby siĂŞ tor ciaÂła rzuconego poziomo z prĂŞdkoÂściÂą rĂłwnÂą prĂŞdkoÂści ÂświatÂła. Gdyby obserwator wewnĂŞtrzny rozumowaÂł poprawnie i braÂł pod uwagĂŞ zakrzywienie siĂŞ promieni Âświetlnych w polu grawitacyjnym, jego wyniki byÂłyby dokÂładnie takie same, jak obserwatora zewnĂŞtrznego.
OczywiÂście pole grawitacyjne Ziemi jest zbyt sÂłabe, aby zakrzywianie siĂŞ w nim promieni Âświetlnych moÂżna byÂło wykryĂŚ bezpoÂśrednim doÂświadczeniem. lecz sÂłynne doÂświadczenia wykonane w czasie zaĂŚmieĂą SÂłoĂąca wykazujÂą w sposĂłb niezbity, choĂŚ poÂśredni, wpÂływ pola grawitacyjnego na tor promienia Âświetlnego.
Z powyÂższych przykÂładĂłw wynika, Âże istnieje uzasadniona nadzieja sformuÂłowania fizyki relatywistycznej. Aby to uczyniĂŚ, musimy jednak najpierw uporaĂŚ siĂŞ z zagadnieniem ciÂąÂżenia.
Na przykÂładzie windy przekonaliÂśmy siĂŞ, Âże oba opisy sÂą konsekwentne. MoÂżna zakÂładaĂŚ ruch niejednostajny, moÂżna go nie zakÂładaĂŚ. Potrafimy za pomocÂą pola grawitacyjnego wyeliminowaĂŚ z naszych przykÂładĂłw ruch „bezwzglĂŞdny”. Ale w takim razie w ruchu niejednostajnym nie ma nic bezwzglĂŞdnego. Pole grawitacyjne jest w stanie caÂłkowicie to wykluczyĂŚ.
MoÂżna wiĂŞc wypĂŞdziĂŚ z fizyki upiory ruchu bezwzglĂŞdnego i inercjalnego u. w. i zbudowaĂŚ nowÂą, relatywistycznÂą fizykĂŞ. Nasze wyidealizowane doÂświadczenia wskazujÂą, jak ÂściÂśle wiÂąÂże siĂŞ zagadnienie ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści z zagadnieniem ciÂąÂżenia oraz dlaczego tak istotne znaczenie ma dla tego zwiÂązku rĂłwnowaÂżnoÂśĂŚ masy grawitacyjnej i bezwÂładnej. RozwiÂązanie zagadnienia ciÂąÂżenia w ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści musi siĂŞ, rzecz jasna, rĂłÂżniĂŚ od rozwiÂązania newtonowskiego. Prawa ciÂąÂżenia, podobnie jak wszystkie prawa przyrody, muszÂą byĂŚ sformuÂłowane dla wszystkich moÂżliwych u. w., podczas gdy prawa mechaniki klasycznej, w postaci nadanej im przez Newtona, obowiÂązujÂą tylko w ukÂładzie inercjalnym.

Geometria i doÂświadczenie

N
asz kolejny przykÂład bĂŞdzie jeszcze bardziej fantastyczny od przypadku ze spadajÂącÂą windÂą. Musimy siĂŞ zajÂąĂŚ nowym zagadnieniem, zwiÂązkiem ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści z geometriÂą. Zacznijmy od opisu Âświata, w ktĂłrym ÂżyjÂą istoty nie, jak w naszym Âświecie, trĂłjwymiarowe, lecz dwuwymiarowe. Kino przyzwyczaiÂło nas do dwuwymiarowych istot, dziaÂłajÂących na dwuwymiarowych ekranach. WyobraÂźmy sobie teraz, Âże owe istoty-cienie, to znaczy aktorzy na ekranie, rzeczywiÂście istniejÂą, Âże posiadajÂą zdolnoÂśĂŚ myÂślenia, Âże mogÂą tworzyĂŚ swÂą wÂłasnÂą naukĂŞ, Âże dwuwymiarowy ekran stanowi dla nich przestrzeĂą geometrycznÂą. Istoty te nie sÂą w stanie wyobraziĂŚ sobie w sposĂłb namacalny przestrzeni trĂłjwymiarowej, tak jak my nie potrafimy sobie wyobraziĂŚ Âświata czterowymiarowego. PotrafiÂą zgiÂąĂŚ liniĂŞ prostÂą i wiedzÂą, co to jest koÂło, ale nie mogÂą zbudowaĂŚ kuli, gdyÂż oznaczaÂłoby to wyjÂście poza ich dwuwymiarowy ekran. Znajdujemy siĂŞ w podobnym poÂłoÂżeniu. MoÂżemy zginaĂŚ i zakrzywiaĂŚ linie i powierzchnie, ale w Âżaden sposĂłb nie potrafimy sobie wyobraziĂŚ zgiĂŞtej i zakrzywionej przestrzeni trĂłjwymiarowej.
ÂŻyjÂąc, myÂślÂąc i przeprowadzajÂąc doÂświadczenia, nasze istoty-cienie mogÂłyby z czasem opanowaĂŚ dwuwymiarowÂą geometriĂŞ euklidesowÂą. MogÂłyby wiĂŞc na przykÂład udowodniĂŚ, Âże suma kÂątĂłw trĂłjkÂąta wynosi 180 stopni. MogÂłyby skonstruowaĂŚ dwa koÂła ze wspĂłlnym Âśrodkiem, jedno bardzo maÂłe, drugie duÂże. StwierdziÂłyby, Âże stosunek obwodĂłw takich dwĂłch okrĂŞgĂłw jest rĂłwny stosunkowi ich promieni, co jest znĂłw wynikiem charakterystycznym dla geometrii euklidesowej. JeÂśliby ekran byÂł nieskoĂączenie duÂży, istoty-cienie stwierdziÂłyby, Âże wyruszywszy raz w podrĂłÂż prosto przed siebie, nigdy nie wrĂłcÂą do swego punktu wyjÂścia.
WyobraÂźmy sobie teraz, Âże zmieniajÂą siĂŞ warunki, w ktĂłrych ÂżyjÂą nasze dwuwymiarowe istoty. PrzypuÂśĂŚmy, Âże ktoÂś z zewnÂątrz, z „trzeciego wymiaru”, przenosi je z ekranu na powierzchniĂŞ kuli o bardzo duÂżym promieniu. JeÂśli nasze cienie sÂą bardzo maÂłe w stosunku do caÂłej powierzchni, jeÂśli nie majÂą ÂśrodkĂłw porozumienia siĂŞ na odlegÂłoÂśĂŚ i jeÂśli nie mogÂą podrĂłÂżowaĂŚ zbyt daleko, nie zauwaÂżÂą Âżadnej zmiany. Suma kÂątĂłw w maÂłych trĂłjkÂątach bĂŞdzie nadal wynosiÂła 180 stopni. Stosunek obwodĂłw dwĂłch maÂłych okrĂŞgĂłw bĂŞdzie rĂłwny stosunkowi ich promieni. PodrĂłÂż po linii prostej nie bĂŞdzie nigdy prowadziĂŚ do punktu wyjÂścia.
Niech jednak istoty-cienie rozwinÂą z biegiem czasu swÂą wiedzĂŞ technicznÂą. Niech wynajdÂą Âśrodki komunikacji, ktĂłre pozwolÂą im szybko pokonywaĂŚ duÂże odlegÂłoÂści. StwierdzÂą wĂłwczas, Âże podrĂłÂżujÂąc prosto przed siebie, powrĂłcÂą w koĂącu do punktu wyjÂścia. „Prosto przed siebie” znaczy teraz „po wielkim okrĂŞgu kuli”. StwierdzÂą rĂłwnieÂż, iÂż stosunek obwodĂłw dwĂłch okrĂŞgĂłw ze wspĂłlnym Âśrodkiem nie jest rĂłwny stosunkowi promieni, jeÂśli jeden promieĂą jest maÂły, a drugi bardzo duÂży.
JeÂśli nasze dwuwymiarowe istoty sÂą konserwatywne, jeÂśli w ciÂągu wielu pokoleĂą, gdy nie umiaÂły jeszcze daleko podrĂłÂżowaĂŚ, uczyÂły siĂŞ geometrii euklidesowej, ktĂłra siĂŞ wtedy dobrze zgadzaÂła z obserwowanymi faktami, bĂŞdÂą z pewnoÂściÂą robiÂły co w ich mocy, aby przy niej pozostaĂŚ, wbrew Âświadectwu swoich pomiarĂłw. MogÂą prĂłbowaĂŚ zrzucaĂŚ winĂŞ za te rozbieÂżnoÂści na fizykĂŞ. MogÂą poszukiwaĂŚ fizycznych przyczyn odksztaÂłcania linii i powodujÂących odstĂŞpstwa od geometrii euklidesowej, przyczyn takich, jak na przykÂład rĂłÂżnice temperatury. Ale wczeÂśniej czy pĂłÂźniej muszÂą zauwaÂżyĂŚ, Âże istnieje znacznie bardziej logiczny i przekonujÂący sposĂłb opisu tych zjawisk. Z czasem zrozumiejÂą, Âże ich Âświat jest skoĂączony, Âże zasady jego geometrii sÂą inne od tych, ktĂłrych siĂŞ uczyÂły. ZrozumiejÂą, Âże ich Âświat jest dwuwymiarowÂą powierzchniÂą kuli, mimo Âże sobie tego nie bĂŞdÂą mogÂły wyobraziĂŚ. Szybko nauczÂą siĂŞ nowych zasad geometrii, ktĂłre siĂŞ wprawdzie rĂłÂżniÂą od euklidesowych, ale mimo to dajÂą siĂŞ sformuÂłowaĂŚ dla ich dwuwymiarowego Âświata w sposĂłb rĂłwnie logiczny i konsekwentny. Nowe pokolenie, wychowane ze znajomoÂściÂą geometrii kuli, bĂŞdzie uwaÂżaÂło geometriĂŞ euklidesowÂą za bardziej skomplikowanÂą i sztucznÂą, gdyÂż nie zgadza siĂŞ ona z obserwowanymi faktami.
PowrĂłĂŚmy do trĂłjwymiarowych istot naszego Âświata.
Co mamy na myÂśli mĂłwiÂąc, Âże nasza trĂłjwymiarowa przestrzeĂą ma charakter euklidesowy? Znaczy to, Âże wszystkie udowodnione logicznie twierdzenia geometrii euklidesowej moÂżna rĂłwnieÂż potwierdziĂŚ faktycznym doÂświadczeniem. Za pomocÂą ciaÂł sztywnych lub promieni Âświetlnych moÂżemy konstruowaĂŚ obiekty odpowiadajÂące wyidealizowanym obiektom geometrii euklidesowej. KrawĂŞdÂź linijki lub promieĂą Âświetlny odpowiada linii prostej; suma kÂątĂłw trĂłjkÂąta zbudowanego z cienkich sztywnych prĂŞtĂłw wynosi 180 stopni; stosunek skonstruowanych z cienkiego sztywnego drutu promieni dwĂłch kĂłÂł o wspĂłlnym Âśrodku jest rĂłwny stosunkowi obwodĂłw tych kĂłÂł. Geometria euklidesowa staje siĂŞ w tej interpretacji dziaÂłem fizyki, co prawda bardzo prostym.
Ale moÂżna sobie wyobraziĂŚ, Âże wykryto rozbieÂżnoÂści: na przykÂład suma kÂątĂłw wielkiego trĂłjkÂąta zbudowanego z prĂŞtĂłw, ktĂłre z rozmaitych powodĂłw naleÂży uwaÂżaĂŚ za sztywne, okazaÂła siĂŞ rĂłÂżna od 180 stopni. PoniewaÂż przyzwyczailiÂśmy siĂŞ juÂż do poglÂądowego przedstawiania obiektĂłw geometrii euklidesowej, uÂżywajÂąc ciaÂł sztywnych, dopatrywalibyÂśmy siĂŞ zapewne przyczyny takiego nieoczekiwanego zachowania siĂŞ naszych prĂŞtĂłw w dziaÂłaniu jakiejÂś siÂły fizycznej. PrĂłbowalibyÂśmy znaleÂźĂŚ charakter fizyczny tej siÂły oraz jej wpÂływ na inne zjawiska. Aby ocaliĂŚ geometriĂŞ euklidesowÂą, postawilibyÂśmy naszym przedmiotom zarzut, Âże nie sÂą one sztywne, Âże nie odpowiadajÂą dokÂładnie obiektom geometrii euklidesowej. PrĂłbowalibyÂśmy lepiej przedstawiaĂŚ te obiekty, aby zachowywaÂły siĂŞ one tak, jak przewiduje geometria euklidesowa. JeÂśliby siĂŞ nam jednak nie udaÂło poÂłÂączyĂŚ geometrii euklidesowej i fizyki w jeden prosty i konsekwentny obraz, musielibyÂśmy zrezygnowaĂŚ z przekonania, Âże nasza przestrzeĂą jest euklidesowa, i szukaĂŚ bardziej przekonujÂącego obrazu rzeczywistoÂści, opartego na bardziej ogĂłlnych zaÂłoÂżeniach co do geometrycznego charakteru naszej przestrzeni.
PotrzebĂŞ tego moÂżna zilustrowaĂŚ, posÂługujÂąc siĂŞ wyidealizowanym doÂświadczeniem, wykazujÂącym, Âże prawdziwie relatywistyczna fizyka nie moÂże siĂŞ opieraĂŚ na geometrii euklidesowej. W naszym rozumowaniu bĂŞdziemy korzystaĂŚ z tego, co juÂż wiemy o inercjalnym u. w. i o szczegĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści. WyobraÂźmy sobie wielkie koÂło z narysowanymi na nim dwoma wspĂłÂłÂśrodkowymi okrĂŞgami, jednym bardzo maÂłym, drugim bardzo duÂżym. KoÂło wiruje szybko wzglĂŞdem obserwatora zewnĂŞtrznego, a na kole znajduje siĂŞ obserwator wewnĂŞtrzny. ZakÂładamy ponadto, Âże u. w. obserwatora zewnĂŞtrznego jest ukÂładem inercjalnym. Obserwator zewnĂŞtrzny moÂże w swoim u. w. narysowaĂŚ te same dwa okrĂŞgi, maÂły i duÂży, spoczywajÂące w jego u. w., lecz pokrywajÂące siĂŞ z okrĂŞgami na wirujÂącym kole. PoniewaÂż jego u. w. jest inercjalny, obowiÂązuje w nim geometria euklidesowa, a wiĂŞc obserwator zewnĂŞtrzny stwierdzi, Âże stosunek obwodĂłw jest rĂłwny stosunkowi promieni. A co powie obserwator na kole? Z punktu widzenia fizyki klasycznej, a takÂże szczegĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści, jego u. w. jest ukÂładem niedozwolonym.
(http://www.wiw.pl/fizyka/ewolucja/pict/rys34_01small.gif)
JeÂśli jednak chcemy znaleÂźĂŚ dla praw fizycznych nowe sformuÂłowania, obowiÂązujÂące w dowolnym u. w., musimy obu obserwatorĂłw, na kole i zewnĂŞtrznego, traktowaĂŚ z rĂłwnÂą uwagÂą. ÂŚledzimy teraz z zewnÂątrz poczynania obserwatora wewnĂŞtrznego, ktĂłry stara siĂŞ zmierzyĂŚ obwody i promienie na wirujÂącym kole. PosÂługuje siĂŞ on tym samym krĂłtkim prĂŞtem mierniczym, ktĂłrego uÂżywaÂł obserwator zewnĂŞtrzny. „Ten sam” oznacza albo rzeczywiÂście ten sam prĂŞt, przekazany przez obserwatora zewnĂŞtrznego wewnĂŞtrznemu, albo jeden z dwĂłch prĂŞtĂłw majÂących w spoczynku tĂŞ samÂą dÂługoÂśĂŚ.
Obserwator wewnĂŞtrzny na kole zaczyna mierzyĂŚ promieĂą i obwĂłd maÂłego okrĂŞgu. Wynik, ktĂłry uzyska, powinien byĂŚ taki sam, jak wynik obserwatora zewnĂŞtrznego. OÂś, wokĂłÂł ktĂłrej koÂło wiruje, przechodzi przez jego Âśrodek. CzĂŞÂści koÂła poÂłoÂżone blisko Âśrodka majÂą bardzo maÂłe prĂŞdkoÂści. JeÂśli tylko okrĂŞg jest dostatecznie maÂły, moÂżemy ÂśmiaÂło stosowaĂŚ mechanikĂŞ klasycznÂą, zaniedbujÂąc szczegĂłlnÂą teoriĂŞ wzglĂŞdnoÂści. Znaczy to, Âże dÂługoÂśĂŚ prĂŞta jest dla obserwatora zewnĂŞtrznego i wewnĂŞtrznego taka sama i Âże wyniki tych dwĂłch pomiarĂłw bĂŞdÂą dla nich obu jednakowe. Teraz obserwator na kole mierzy promieĂą duÂżego okrĂŞgu. PrĂŞt umieszczony wzdÂłuÂż promienia porusza siĂŞ wzglĂŞdem obserwatora zewnĂŞtrznego. PoniewaÂż jednak kierunek ruchu jest prostopadÂły do prĂŞta, nie kurczy siĂŞ on i bĂŞdzie miaÂł dla obu obserwatorĂłw takÂą samÂą dÂługoÂśĂŚ. Mamy wiĂŞc trzy pomiary, ktĂłre dadzÂą dla obu obserwatorĂłw taki sam wynik: dwa promienie i maÂły obwĂłd. Ale z czwartym pomiarem rzecz siĂŞ ma inaczej! DÂługoÂśĂŚ duÂżego obwodu bĂŞdzie dla kaÂżdego z obu obserwatorĂłw inna. PrĂŞt umieszczony na obwodzie zgodnie z kierunkiem ruchu bĂŞdzie siĂŞ obserwatorowi zewnĂŞtrznemu wydawaÂł skrĂłcony w stosunku do jego spoczywajÂącego prĂŞta. PrĂŞdkoÂśĂŚ jest teraz znacznie wiĂŞksza od prĂŞdkoÂści maÂłego okrĂŞgu i trzeba to skrĂłcenie uwzglĂŞdniĂŚ. StosujÂąc wyniki szczegĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści, dochodzimy do wniosku: dÂługoÂśĂŚ duÂżego obwodu wypadnie w pomiarach kaÂżdego z obu obserwatorĂłw inaczej. PoniewaÂż tylko jedna spoÂśrĂłd czterech zmierzonych przez obu obserwatorĂłw dÂługoÂści nie jest dla nich jednakowa, zatem dla obserwatora wewnĂŞtrznego stosunek dwĂłch promieni nie moÂże byĂŚ rĂłwny stosunkowi dwĂłch obwodĂłw, jak to jest dla obserwatora zewnĂŞtrznego. Znaczy to, Âże obserwator na kole nie moÂże w swoim u. w. potwierdziĂŚ waÂżnoÂści geometrii euklidesowej.
Otrzymawszy ten wynik, obserwator na kole mĂłgÂłby powiedzieĂŚ, Âże nie chce siĂŞ zajmowaĂŚ u. w., w ktĂłrych nie obowiÂązuje geometria euklidesowa. Geometria ta zawiodÂła z powodu bezwzglĂŞdnego ruchu wirowego, zawiodÂła, gdyÂż jego u. w. jest zÂły i niedozwolony. Ale rozumujÂąc w ten sposĂłb, odrzuca on zasadniczÂą ideĂŞ ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści. Z drugiej strony, jeÂśli chcemy odrzuciĂŚ ruch bezwzglĂŞdny i zachowaĂŚ ideĂŞ ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści, to trzeba zbudowaĂŚ caÂłÂą fizykĂŞ w oparciu o geometriĂŞ ogĂłlniejszÂą od euklidesowej. Jest to nieuniknionym nastĂŞpstwem zaÂłoÂżenia, Âże dozwolone majÂą byĂŚ wszystkie u. w.
Zmiany, ktĂłre wprowadza ogĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści, nie mogÂą siĂŞ ograniczaĂŚ do samej tylko przestrzeni. W szczegĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści mieliÂśmy w kaÂżdym u. w. spoczywajÂące w nim zegary, ktĂłre miaÂły ten sam rytm i byÂły zsynchronizowane, to znaczy wskazywaÂły jednoczeÂśnie ten sam czas. Co siĂŞ dzieje z zegarem w nieinercjalnym u. w.? PosÂłuÂżymy siĂŞ znĂłw naszym wyidealizowanym doÂświadczeniem z koÂłem. Obserwator zewnĂŞtrzny ma w swym inercjalnym u .w. doskonaÂłe zegary, wszystkie o tym samym rytmie i wszystkie zsynchronizowane. Obserwator wewnĂŞtrzny bierze dwa takie same zegary i umieszcza jeden z nich na maÂłym okrĂŞgu wewnĂŞtrznym, drugi na duÂżym zewnĂŞtrznym. Zegar na okrĂŞgu wewnĂŞtrznym ma wzglĂŞdem obserwatora zewnĂŞtrznego bardzo maÂłÂą prĂŞdkoÂśĂŚ. MoÂżemy wiĂŞc ÂśmiaÂło powiedzieĂŚ, Âże jego rytm bĂŞdzie taki sam, jak rytm zegara na zewnÂątrz. Ale zegar na duÂżym okrĂŞgu ma znacznÂą prĂŞdkoÂśĂŚ, ktĂłra sprawia, Âże zmienia siĂŞ jego rytm w porĂłwnaniu z zegarami zewnĂŞtrznymi, a wiĂŞc rĂłwnieÂż w porĂłwnaniu z zegarem umieszczonym na maÂłym okrĂŞgu. Dwa wirujÂące zegary bĂŞdÂą wiĂŞc miaÂły rĂłÂżny rytm i nawiÂązujÂąc do wynikĂłw szczegĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści, znĂłw widzimy, Âże w naszym wirujÂącym u. w. nie moÂżna wprowadzaĂŚ urzÂądzeĂą takich, jak w inercjalnym u. w.
Aby wyjaÂśniĂŚ, jakie wnioski moÂżna wyciÂągnÂąĂŚ z tego i z poprzednio opisanych wyidealizowanych doÂświadczeĂą, przytoczmy raz jeszcze dialog pomiĂŞdzy dawnym fizykiem D, wierzÂącym w fizykĂŞ klasycznÂą, a fizykiem wspĂłÂłczesnym W, ktĂłry zna ogĂłlnÂą teoriĂŞ wzglĂŞdnoÂści. D jest obserwatorem zewnĂŞtrznym w inercjalnym u. w., podczas gdy W znajduje siĂŞ na wirujÂącym kole.
D. W twoim u. w. nie obowiÂązuje geometria euklidesowa. ÂŚledziÂłem twoje pomiary i zgadzam siĂŞ, Âże stosunek dwĂłch obwodĂłw nie jest w twoim u. w. rĂłwny stosunkowi promieni. Ale Âświadczy to tylko o tym, Âże twĂłj u. w. jest niedozwolony. Tymczasem mĂłj u. w. ma charakter inercjalny i mogĂŞ ÂśmiaÂło stosowaĂŚ geometriĂŞ euklidesowÂą. Twoje koÂło pozostaje w ruchu bezwzglĂŞdnym i z punktu widzenia fizyki klasycznej stanowi niedozwolony u. w., w ktĂłrym nie obowiÂązujÂą prawa mechaniki.
W. Nie chcĂŞ nic sÂłyszeĂŚ o ruchu bezwzglĂŞdnym. MĂłj u. w. jest rĂłwnie dobry, jak twĂłj. ZauwaÂżyÂłem tylko, Âże ty siĂŞ obracasz wokĂłÂł mojego koÂła. Nikt mi nie zabroni odnosiĂŚ ruchĂłw do mojego koÂła.
D. Lecz czy nie czuÂłeÂś dziwnej siÂły starajÂącej siĂŞ odrzuciĂŚ ciĂŞ od Âśrodka koÂła? Gdyby twoje koÂło nie byÂło szybko wirujÂącÂą karuzelÂą, dwa fakty, ktĂłre zaobserwowaÂłeÂś, z pewnoÂściÂą nie miaÂłyby miejsca: nie spostrzegÂłbyÂś siÂły ciÂągnÂącej ciĂŞ na zewnÂątrz, ani nie stwierdziÂłbyÂś, Âże w twoim u. w. nie moÂżna stosowaĂŚ geometrii euklidesowej. Czy fakty te nie wystarczajÂą, aby ciĂŞ przekonaĂŚ, Âże twĂłj u. w. pozostaje w ruchu bezwzglĂŞdnym?
W. Bynajmniej! OczywiÂście, zauwaÂżyÂłem oba fakty, o ktĂłrych mĂłwisz, ale uwaÂżam, Âże ich przyczynÂą jest pewne dziwne pole grawitacyjne, dziaÂłajÂące na moje koÂło. Pole to jest skierowane na zewnÂątrz koÂła i odksztaÂłca moje prĂŞty oraz zmienia rytm moich zegarĂłw. Pole grawitacyjne, geometria nieeuklidesowa, zegary o rĂłÂżnych rytmach – wszystko to jest moim zdaniem ÂściÂśle z sobÂą zwiÂązane. PrzyjmujÂąc jakiÂś u. w., muszĂŞ jednoczeÂśnie zaÂłoÂżyĂŚ istnienie odpowiedniego pola grawitacyjnego, dziaÂłajÂącego na sztywne prĂŞty i zegary.
D. Ale czy zdajesz sobie sprawĂŞ z trudnoÂści, jakie pociÂąga za sobÂą twoja ogĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści? WyjaÂśniĂŞ, o co mi chodzi, na prostym przykÂładzie spoza fizyki. WyobraÂź sobie wyidealizowane miasto amerykaĂąskie skÂładajÂące siĂŞ z siatki rĂłwnolegÂłych ulic i prostopadÂłych do nich, rĂłwnolegÂłych alei. OdlegÂłoÂści miĂŞdzy ulicami, a takÂże miĂŞdzy alejami sÂą wszĂŞdzie jednakowe. Przy takim zaÂłoÂżeniu wszystkie bloki sÂą dokÂładnie takich samych rozmiarĂłw. W ten sposĂłb mogĂŞ Âłatwo okreÂśliĂŚ poÂłoÂżenie kaÂżdego bloku. Taka konstrukcja byÂłaby jednak niemoÂżliwa bez geometrii euklidesowej. Nie moÂżemy wiĂŞc na przykÂład pokryĂŚ caÂłej naszej Ziemi jednym ogromnym wyidealizowanym miastem amerykaĂąskim. Przekona ciĂŞ o tym rzut oka na globus. Ale takÂą „siatkÂą amerykaĂąskiego miasta” nie moglibyÂśmy rĂłwnieÂż pokryĂŚ twego koÂła. Twierdzisz, Âże pole grawitacyjne odksztaÂłca twoje prĂŞty. Fakt, Âże nie udaÂło ci siĂŞ sprawdziĂŚ twierdzenia Euklidesa o rĂłwnoÂści stosunkĂłw promieni i obwodĂłw, wskazuje wyraÂźnie, Âże jeÂśli zechcesz konstruowaĂŚ takÂą siatkĂŞ ulic i alei na dostatecznie duÂżym obszarze, prĂŞdzej czy pĂłÂźniej natkniesz siĂŞ na trudnoÂści i stwierdzisz, Âże jest to na twoim kole niemoÂżliwe. Geometria na twym wirujÂącym kole przypomina geometriĂŞ na zakrzywionej powierzchni, gdzie oczywiÂście skonstruowanie na dostatecznie duÂżej czĂŞÂści powierzchni siatki ulic i alei jest niemoÂżliwe. Innym, bardziej fizycznym przykÂładem moÂże byĂŚ pÂłaszczyzna ogrzana w sposĂłb nierĂłwnomierny, tak Âże temperatury sÂą w rĂłÂżnych czĂŞÂściach powierzchni inne. Czy mĂłgÂłbyÂś za pomocÂą prĂŞcikĂłw Âżelaznych wydÂłuÂżajÂących siĂŞ pod wpÂływem temperatury skonstruowaĂŚ siatkĂŞ „rĂłwnolegÂło-prostopadÂłÂą”, ktĂłrÂą poniÂżej narysowaÂłem? OczywiÂście nie! Twoje „pole grawitacyjne” pÂłata twym sztabom takie same figle, jak zmiany temperatury prĂŞcikom Âżelaznym.
W. Wszystko to mnie nie przeraÂża. Siatka ulic i alei potrzebna jest do wyznaczania poÂłoÂżeĂą punktĂłw, przy czym zegar porzÂądkuje zdarzenia. Miasto nie musi byĂŚ amerykaĂąskie, rĂłwnie dobrze moÂże to byĂŚ staroÂżytne miasto europejskie. WyobraÂź sobie, Âże twoje wyidealizowane miasto zostaÂło wykonane z plasteliny, a nastĂŞpnie odksztaÂłcone. Nadal mogĂŞ numerowaĂŚ bloki i identyfikowaĂŚ ulice oraz aleje, choĂŚ nie sÂą one juÂż ani proste, ani rĂłwnolegÂłe. Podobnie dÂługoÂśĂŚ i szerokoÂśĂŚ geograficznÂą wyznaczajÂą poÂłoÂżenia punktĂłw na Ziemi, choĂŚ nie ma siatki „miasta amerykaĂąskiego”.
D. Mimo to widzĂŞ jednak trudnoÂśĂŚ. Zmuszony jesteÂś stosowaĂŚ „siatkĂŞ miasta europejskiego”.
(http://www.wiw.pl/fizyka/ewolucja/pict/rys34_02small.gif)
Zgadzam siĂŞ, Âże moÂżesz porzÂądkowaĂŚ punkty lub zdarzenia, ale taka siatka wprowadzi ci baÂłagan do wszelkich pomiarĂłw odlegÂłoÂści. Nie da ci ona wÂłaÂściwoÂści metrycznych przestrzeni, ktĂłre daje moja siatka. WeÂź taki przykÂład. Wiem, Âże w moim mieÂście amerykaĂąskim, aby przejÂśĂŚ dziesiĂŞĂŚ blokĂłw, muszĂŞ przebyĂŚ odlegÂłoÂśĂŚ rĂłwnÂą podwojonej dÂługoÂści piĂŞciu blokĂłw. PoniewaÂż wiem, Âże wszystkie bloki sÂą rĂłwne, mogĂŞ z ÂłatwoÂściÂą wyznaczaĂŚ odlegÂłoÂści.
(http://www.wiw.pl/fizyka/ewolucja/pict/rys34_03small.gif)
W. To prawda. W mojej siatce „miasta europejskiego” nie mogĂŞ mierzyĂŚ odlegÂłoÂści bezpoÂśrednio liczbÂą odksztaÂłconych blokĂłw. MuszĂŞ wiedzieĂŚ coÂś ponadto; muszĂŞ znaĂŚ wÂłasnoÂści geometryczne mojej powierzchni. KaÂżdy wie przecieÂż, Âże odlegÂłoÂśĂŚ miĂŞdzy 0Â° i 10Â° dÂługoÂści na rĂłwniku nie jest taka sama, jak miĂŞdzy 0Â° i 10Â° dÂługoÂści w pobliÂżu bieguna pĂłÂłnocnego. Ale kaÂżdy Âżeglarz wie, jak oceniĂŚ odlegÂłoÂśĂŚ miĂŞdzy takimi dwoma punktami kuli ziemskiej, zna bowiem wÂłasnoÂści geometryczne Ziemi. MoÂże on tĂŞ odlegÂłoÂśĂŚ wyznaczyĂŚ albo drogÂą obliczeĂą opartych na znajomoÂści trygonometrii sferycznej, albo doÂświadczalnie, przepÂływajÂąc statkiem obie drogi z takÂą samÂą prĂŞdkoÂściÂą. W twoim przypadku caÂłe zagadnienie jest banalne, gdyÂż wszystkie ulice i aleje sÂą od siebie nawzajem jednakowo odlegÂłe. W przypadku Ziemi sprawa siĂŞ komplikuje; poÂłudniki 0Â° i 10Â° schodzÂą siĂŞ na biegunach Ziemi, a na rĂłwniku odlegÂłoÂśĂŚ ich jest najwiĂŞksza. Podobnie ja, aby wyznaczaĂŚ odlegÂłoÂści, muszĂŞ o mojej „siatce miasta europejskiego” wiedzieĂŚ coÂś wiĂŞcej niÂż ty o twojej „siatce miasta amerykaĂąskiego”. TĂŞ dodatkowÂą wiedzĂŞ mogĂŞ zdobyĂŚ, badajÂąc w kaÂżdym szczegĂłlnym przypadku wÂłasnoÂści geometryczne mojego continuum.
D. Ale to wszystko wskazuje tylko, do jakich niewygĂłd i komplikacji prowadzi wyrzeczenie siĂŞ prostej struktury geometrii euklidesowej na rzecz zÂłoÂżonego schematu, ktĂłry musisz stosowaĂŚ. Czy to naprawdĂŞ konieczne?
W. Obawiam siĂŞ, Âże tak, jeÂśli chcemy stosowaĂŚ naszÂą fizykĂŞ w dowolnym u. w., bez uciekania siĂŞ do tajemniczego ukÂładu inercjalnego. Zgadzam siĂŞ, Âże stosowane przeze mnie narzĂŞdzie matematyczne jest bardziej zÂłoÂżone niÂż twoje, ale moje zaÂłoÂżenia fizyczne sÂą prostsze i bardziej naturalne.
Dyskusja ta ograniczaÂła siĂŞ do continuĂłw dwuwymiarowych. W ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści sprawa jest jeszcze bardziej zÂłoÂżona, gdyÂż mamy tam nie dwuwymiarowe, lecz czterowymiarowe continuum czasoprzestrzenne. Ale idea jest taka sama jak w przypadku dwuwymiarowym. W ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści nie moÂżemy, jak w teorii szczegĂłlnej, stosowaĂŚ mechanicznego rusztowania zÂłoÂżonego z rĂłwnolegÂłych, prostopadÂłych sztab i zsynchronizowanych zegarĂłw. Nie moÂżemy w dowolnym u. w. wyznaczyĂŚ za pomocÂą sztywnych sztab i dobrze chodzÂących zsynchronizowanych zegarĂłw punktu i chwili, w ktĂłrych zachodzi zdarzenie – jak to czyniliÂśmy w inercjalnym u. w. szczegĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści. Nadal moÂżemy porzÂądkowaĂŚ zdarzenia za pomocÂą naszych nieeuklidesowych sztab i rĂłÂżnie chodzÂących zegarĂłw. Ale wÂłaÂściwe pomiary, wymagajÂące sztywnych sztab oraz doskonale rytmicznych i zsynchronizowanych zegarĂłw, moÂżna przeprowadzaĂŚ tylko w u. w. lokalnie inercjalnym. WaÂżna w nim jest caÂła szczegĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści, lecz nasz „dobry” u. w. jest tylko lokalny, jego inercjalny charakter jest ograniczony w przestrzeni i w czasie. Nawet w naszym dowolnym u. w. moÂżemy przewidzieĂŚ wyniki pomiarĂłw dokonanych w lokalnie inercjalnym u. w. W tym celu musimy jednak znaĂŚ charakter geometryczny continuum czasoprzestrzennego.
Nasze wyidealizowane doÂświadczenia zarysowujÂą tylko ogĂłlny charakter nowej, relatywistycznej fizyki. WskazujÂą one, Âże zagadnieniem podstawowym jest zagadnienie ciÂąÂżenia. WskazujÂą rĂłwnieÂż, Âże ogĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści prowadzi do dalszego uogĂłlnienia pojĂŞĂŚ czasu i przestrzeni.

OgĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści
i jej potwierdzenie

O
gĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści zmierza do formuÂłowania praw fizycznych dla wszystkich u. w. Podstawowym zagadnieniem teorii jest zagadnienie ciÂąÂżenia. Po raz pierwszy od czasĂłw Newtona podjĂŞto powaÂżnÂą prĂłbĂŞ nowego sformuÂłowania prawa ciÂąÂżenia. Czy to jest rzeczywiÂście potrzebne? ZapoznaliÂśmy siĂŞ juÂż z osiÂągniĂŞciami teorii Newtona, z wielkim rozwojem astronomii opartej na jego prawie ciÂąÂżenia. Prawo Newtona nadal pozostaje podstawÂą wszystkich obliczeĂą astronomicznych. Ale spotkaliÂśmy siĂŞ teÂż z pewnymi zastrzeÂżeniami wobec starej teorii. Prawo Newtona obowiÂązuje tylko w inercjalnym u. w. fizyki klasycznej, w u. w. okreÂślonym, jak pamiĂŞtamy, przez warunek, Âże muszÂą w nim obowiÂązywaĂŚ prawa mechaniki. SiÂła dziaÂłajÂąca miĂŞdzy dwiema masami zaleÂży od ich wzajemnej odlegÂłoÂści. Wiemy, Âże zwiÂązek miĂŞdzy siÂłÂą a odlegÂłoÂściÂą jest niezmienny wzglĂŞdem transformacji klasycznej. Prawo to nie da siĂŞ jednak pogodziĂŚ ze szczegĂłlnÂą teoriÂą wzglĂŞdnoÂści. OdlegÂłoÂśĂŚ nie jest niezmienna wzglĂŞdem transformacji Lorentza. MoglibyÂśmy prĂłbowaĂŚ, jak to z powodzeniem uczyniliÂśmy z prawami ruchu, uogĂłlniaĂŚ prawo ciÂąÂżenia, tak by byÂło ono zgodne ze szczegĂłlnÂą teoriÂą wzglĂŞdnoÂści, czyli – innymi sÂłowy – nadaĂŚ mu postaĂŚ niezmiennÂą wzglĂŞdem transformacji Lorentza, a nie wzglĂŞdem transformacji klasycznej. Ale newtonowskie prawo ciÂąÂżenia uporczywie opieraÂło siĂŞ wszelkim prĂłbom uproszczenia i uzgodnienia go ze szczegĂłlnÂą teoriÂą wzglĂŞdnoÂści. Nawet gdyby siĂŞ to nam udaÂło, konieczny byÂłby jeszcze dalszy krok: przejÂście od inercjalnego u. w. szczegĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści do dowolnego u. w. ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści. Z drugiej strony, wyidealizowane doÂświadczenia ze spadajÂącÂą windÂą jasno wykazujÂą, Âże nie ma nadziei na sformuÂłowanie ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści bez rozwiÂązania zagadnienia ciÂąÂżenia. Z naszego wywodu widaĂŚ, dlaczego rozwiÂązanie zagadnienia ciÂąÂżenia w ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści bĂŞdzie inne niÂż w fizyce klasycznej.
StaraliÂśmy siĂŞ wskazaĂŚ drogĂŞ wiodÂącÂą do ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści i przyczyny, ktĂłre zmuszajÂą nas do ponownej zmiany uprzednich poglÂądĂłw. Nie wnikajÂąc w formalnÂą strukturĂŞ teorii, scharakteryzujemy pewne cechy nowej teorii ciÂąÂżenia w porĂłwnaniu ze starÂą. W Âświetle tego, coÂśmy dotÂąd powiedzieli, uchwycenie istoty tych rĂłÂżnic nie powinno byĂŚ zbyt trudne.
1. RĂłwnania grawitacyjne ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści moÂżna stosowaĂŚ w dowolnym u. w. WybĂłr – w specjalnym przypadku – jakiegoÂś szczegĂłlnego u. w. jest tylko kwestiÂą wygody. Teoretycznie dopuszczalne sÂą wszystkie u. w. Gdy nie bierzemy pod uwagĂŞ ciÂąÂżenia, powracamy automatycznie do inercjalnego u. w. szczegĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści.
2. Newtonowskie prawo ciÂąÂżenia wiÂąÂże ruch ciaÂła tu i teraz z dziaÂłaniem innego ciaÂła w tej samej chwili, na znacznej odlegÂłoÂści. Na tym prawie opieraÂł siĂŞ caÂły poglÂąd mechanistyczny. Ale poglÂąd mechanistyczny upadÂł. W rĂłwnaniach Maxwella odkryliÂśmy nowy model dla praw przyrody. RĂłwnania Maxwella sÂą prawami struktury. WiÂąÂżÂą one zdarzenia zachodzÂące teraz i tu ze zdarzeniami, ktĂłre zajdÂą trochĂŞ pĂłÂźniej w bezpoÂśrednim sÂąsiedztwie. MĂłwiÂąc schematycznie, moÂżna by powiedzieĂŚ: przejÂście od newtonowskiego prawa ciÂąÂżenia do ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści przypomina w pewnym stopniu przejÂście od teorii pÂłynĂłw elektrycznych z prawem Coulomba do teorii Maxwella.
3. Nasz Âświat nie jest euklidesowy. Jego charakter geometryczny jest ksztaÂłtowany przez masy i ich prĂŞdkoÂści. RĂłwnania grawitacyjne ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści starajÂą siĂŞ wykryĂŚ wÂłasnoÂści geometryczne naszego Âświata.
PrzypuÂśĂŚmy na chwilĂŞ, Âże udaÂło nam siĂŞ konsekwentnie przeprowadziĂŚ program ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści. Czy jednak w naszych spekulacjach nie grozi nam niebezpieczeĂąstwo zbytniego oddalenia siĂŞ od rzeczywistoÂści? Wiemy, jak dobrze stara teoria objaÂśnia obserwacje astronomiczne. Czy istnieje moÂżliwoÂśĂŚ zbudowania pomostu miĂŞdzy nowÂą teoriÂą a obserwacjÂą? KaÂżde rozumowanie musi byĂŚ sprawdzone doÂświadczalnie, a wyniki niezgodne z faktami trzeba odrzuciĂŚ, bez wzglĂŞdu na ich atrakcyjnoÂśĂŚ. Jak nowa teoria ciÂąÂżenia przeszÂła prĂłbĂŞ doÂświadczenia? Na to pytanie moÂżna odpowiedzieĂŚ jednym zdaniem: Stara teoria jest szczegĂłlnym, granicznym przypadkiem nowej. Stare prawo Newtona okazuje siĂŞ, w przypadku sÂłabych siÂł grawitacyjnych, dobrym przybliÂżeniem nowych praw ciÂąÂżenia. Wszystkie obserwacje potwierdzajÂą teoriĂŞ klasycznÂą, potwierdzajÂą wiĂŞc zarazem ogĂłlnÂą teoriĂŞ wzglĂŞdnoÂści. Z wyÂższej poziomem nowej teorii uzyskujemy z powrotem starÂą.
Nawet gdyby na korzyÂśĂŚ nowej teorii nie przemawiaÂły Âżadne dodatkowe obserwacje, gdyby dawane przez niÂą wyjaÂśnienie byÂło tylko rĂłwnie dobre jak stare, musielibyÂśmy, majÂąc moÂżnoÂśĂŚ swobodnego wyboru, wypowiedzieĂŚ siĂŞ za nowÂą teoriÂą. RĂłwnania nowej teorii sÂą z formalnego punktu widzenia bardziej zÂłoÂżone, ale ich zaÂłoÂżenia sÂą z punktu widzenia podstawowych zasad o wiele prostsze. ZniknĂŞÂły dwa straszÂące upiory – czas bezwzglĂŞdny i ukÂład inercjalny. Nie przeoczono tropu rĂłwnowaÂżnoÂści masy grawitacyjnej i bezwÂładnej. Nie potrzeba Âżadnych zaÂłoÂżeĂą co do siÂł ciÂąÂżenia i ich zaleÂżnoÂści od odlegÂłoÂści. RĂłwnania grawitacyjne majÂą postaĂŚ praw struktury, czego od czasu wielkich osiÂągniĂŞĂŚ teorii polowej wymagamy od wszystkich praw fizycznych.
Z nowych praw ciÂąÂżenia moÂżna wyciÂągnÂąĂŚ pewne wnioski, ktĂłrych nie zawiera prawo ciÂąÂżenia Newtona. Jeden z nich – zakrzywianie siĂŞ promieni Âświetlnych w polu grawitacyjnym – wymieniliÂśmy juÂż uprzednio. Teraz wspomnimy o dwĂłch dalszych konsekwencjach.
JeÂśli stare prawa wynikajÂą z nowych, gdy siÂły grawitacyjne sÂą sÂłabe, to odstĂŞpstw od newtonowskiego prawa ciÂąÂżenia naleÂży siĂŞ spodziewaĂŚ tylko w przypadku stosunkowo duÂżych siÂł grawitacyjnych. WeÂźmy nasz UkÂład SÂłoneczny. Planety, wÂśrĂłd nich nasza Ziemia, poruszajÂą siĂŞ wokĂłÂł SÂłoĂąca po torach eliptycznych. PlanetÂą najbliÂższÂą SÂłoĂąca jest Merkury. PrzyciÂąganie miĂŞdzy SÂłoĂącem a Merkurym jest silniejsze niÂż przyciÂąganie miĂŞdzy SÂłoĂącem a jakÂąkolwiek innÂą planetÂą, gdyÂż jest tu mniejsza odlegÂłoÂśĂŚ. JeÂżeli mamy nadziejĂŞ na wykrycie odstĂŞpstwa od prawa Newtona, to najwiĂŞksze na to widoki istniejÂą w przypadku Merkurego. Z teorii klasycznej wynika, Âże tor opisywany przez Merkurego jest podobny do torĂłw innych planet, tylko Âże bliÂższy SÂłoĂąca. WedÂług ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści ruch powinien byĂŚ nieco inny. Merkury powinien nie tylko obiegaĂŚ SÂłoĂące, ale opisywana przezeĂą elipsa powinna jeszcze bardzo powoli obracaĂŚ siĂŞ wzglĂŞdem u. w. zwiÂązanego ze SÂłoĂącem. Ten obrĂłt stanowi nowy efekt ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści. Nowa teoria przepowiada wielkoÂśĂŚ tego efektu. Elipsa Merkurego wykonuje jeden peÂłny obrĂłt w ciÂągu trzech milionĂłw lat!
(http://www.wiw.pl/fizyka/ewolucja/pict/rys35_01small.gif)
Odchylenie ruchu Merkurego od toru eliptycznego byÂło znane przed sformuÂłowaniem ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści, ale nie potrafiono go w Âżaden sposĂłb wyjaÂśniĂŚ. Z drugiej strony, ogĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści rozwijaÂła siĂŞ zupeÂłnie niezaleÂżnie od tego szczegĂłlnego zagadnienia. Wniosek o obrocie elipsy w ruchu planety dokoÂła SÂłoĂąca wyciÂągniĂŞto z nowych rĂłwnaĂą grawitacyjnych dopiero pĂłÂźniej. W przypadku Merkurego teoria z powodzeniem wyjaÂśniÂła odstĂŞpstwo ruchu od prawa Newtona.
Istnieje jednak jeszcze jeden wniosek, ktĂłry wyciÂągniĂŞto z ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści i porĂłwnano z doÂświadczeniem. WidzieliÂśmy juÂż, Âże zegar umieszczony na duÂżym okrĂŞgu wirujÂącego koÂła ma inny rytm niÂż zegar umieszczony na maÂłym okrĂŞgu. Podobnie, z teorii wzglĂŞdnoÂści wynika, Âże zegar umieszczony na SÂłoĂącu miaÂłby inny rytm niÂż zegar umieszczony na Ziemi, gdyÂż wpÂływ pola grawitacyjnego jest na SÂłoĂącu znacznie silniejszy niÂż na Ziemi.
WspomnieliÂśmy wczeÂśniej, Âże rozÂżarzony sĂłd wysyÂła jednorodne ÂświatÂło ÂżĂłÂłte o okreÂślonej dÂługoÂści fali. W tym promieniowaniu ujawnia siĂŞ jeden z rytmĂłw atomu; atom jest jak gdyby zegarem, a dÂługoÂśĂŚ wysyÂłanej fali jest miarÂą jednego z jego rytmĂłw. WedÂług ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści dÂługoÂśĂŚ fali ÂświatÂła, wysyÂłanego przez atom sodu umieszczony na przykÂład na SÂłoĂącu, powinna byĂŚ nieznacznie wiĂŞksza od dÂługoÂści fali ÂświatÂła, wysyÂłanego przez atom sodu na Ziemi.
Zagadnienie doÂświadczalnego sprawdzenia konsekwencji ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści jest zÂłoÂżone i bynajmniej ostatecznie nie rozwiÂązane. PoniewaÂż zajmujemy siĂŞ pojĂŞciami podstawowymi, nie bĂŞdziemy wnikaĂŚ gÂłĂŞbiej w tĂŞ kwestiĂŞ i ograniczymy siĂŞ do stwierdzenia, Âże wyrok doÂświadczenia zdaje siĂŞ, jak dotÂąd, potwierdzaĂŚ wnioski wyciÂągniĂŞte z ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści

Streszczamy:

W
fizyce pojawia siĂŞ nowe pojĂŞcie, najdonioÂślejsza koncepcja od czasĂłw Newtona: pole. UÂświadomienie sobie, Âże zasadniczej roli w opisie zjawisk fizycznych nie odgrywajÂą ani Âładunki, ani czÂąstki, lecz pole w przestrzeni miĂŞdzy nimi, wymagaÂło wielkiej wyobraÂźni naukowej. PojĂŞcie pola odnosi wielkie triumfy i prowadzi do sformuÂłowania rĂłwnaĂą Maxwella, opisujÂących strukturĂŞ pola elektromagnetyczne-go i rzÂądzÂących zjawiskami zarĂłwno elektrycznymi, jak i optycznymi.
Teoria wzglĂŞdnoÂści bierze swĂłj poczÂątek w zagadnieniach pola. SprzecznoÂści i niekonsekwencje starych teorii kaÂżÂą nam przypisaĂŚ nowe wÂłasnoÂści continuum czasoprzestrzennemu, bĂŞdÂącemu sceneriÂą wszystkich zdarzeĂą w naszym Âświecie fizycznym.
Teoria wzglĂŞdnoÂści rozwija siĂŞ w dwĂłch etapach. Pierwszym etapem jest tak zwana szczegĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści, stosujÂąca siĂŞ tylko do inercjalnych ukÂładĂłw wspĂłÂłrzĂŞdnych, to znaczy do ukÂładĂłw, w ktĂłrych obowiÂązuje sformuÂłowane przez Newtona prawo bezwÂładnoÂści. SzczegĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści opiera siĂŞ na dwĂłch zaÂłoÂżeniach: prawa fizyki sÂą takie same we wszystkich ukÂładach wspĂłÂłrzĂŞdnych, poruszajÂących siĂŞ wzglĂŞdem siebie ruchem jednostajnym; prĂŞdkoÂśĂŚ ÂświatÂła ma zawsze tĂŞ samÂą wartoÂśĂŚ. Z tych zaÂłoÂżeĂą, w peÂłni potwierdzonych przez doÂświadczenie, wysnuwa siĂŞ wnioski co do wÂłasnoÂści poruszajÂących siĂŞ sztab i zegarĂłw, zmian ich dÂługoÂści i rytmu w zaleÂżnoÂści od prĂŞdkoÂści. Teoria wzglĂŞdnoÂści zmienia prawa mechaniki. Stare prawa zawodzÂą, gdy prĂŞdkoÂśĂŚ poruszajÂącej siĂŞ czÂąstki jest bliska prĂŞdkoÂści ÂświatÂła. Nowe, podane przez teoriĂŞ wzglĂŞdnoÂści prawa ruchu ciaÂł sÂą znakomicie potwierdzane przez doÂświadczenie. DalszÂą konsekwencjÂą (szczegĂłlnej) teorii wzglĂŞdnoÂści jest zwiÂązek miĂŞdzy masÂą a energiÂą. Masa jest energiÂą, a energia posiada masĂŞ. Dwa prawa zachowania – dla masy i dla energii – zostajÂą przez teoriĂŞ wzglĂŞdnoÂści poÂłÂączone w jedno prawo zachowania masy-energii.
OgĂłlna teoria wzglĂŞdnoÂści daje jeszcze gÂłĂŞbszÂą analizĂŞ continuum czasoprzestrzennego. Zakres waÂżnoÂści teorii nie jest juÂż ograniczony do inercjalnych ukÂładĂłw wspĂłÂłrzĂŞdnych. Teoria atakuje zagadnienie ciÂąÂżenia i formuÂłuje nowe prawa struktury dla pola grawitacyjnego. Zmusza nas do rozwaÂżenia roli, jakÂą odgrywa geometria w opisie Âświata fizycznego. Fakt rĂłwnoÂści masy grawitacyjnej i bezwÂładnej uwaÂża za zasadniczy, a nie, jak w mechanice klasycznej, za czysto przypadkowy. Konsekwencje doÂświadczalne ogĂłlnej teorii wzglĂŞdnoÂści rĂłÂżniÂą siĂŞ tylko nieznacznie od konsekwencji mechaniki klasycznej. WszĂŞdzie, gdzie moÂżliwe jest porĂłwnanie, wytrzymujÂą one dobrze prĂłbĂŞ doÂświadczenia. Ale siÂła teorii leÂży w jej wewnĂŞtrznej zwartoÂści i w prostocie jej podstawowych zaÂłoÂżeĂą.
Teoria wzglĂŞdnoÂści podkreÂśla doniosÂłoÂśĂŚ pola w fizyce. Nie udaÂło siĂŞ nam jednak dotÂąd sformuÂłowaĂŚ fizyki czysto polowej. Na razie musimy zakÂładaĂŚ istnienie obojga: i pola, i materii.
http://www.wiw.pl/fizyka/ewolucja/Esej.asp?base=r&cp=1&ce=37

konkluzja
PlanowaÂłem poruszyĂŚ temat nieco szerzej lecz na razie muszĂŞ zostawiĂŚ tak jak jest

„CzÂłowiek zajmujÂący siĂŞ naukÂą nigdy nie
zrozumie, dlaczego miaÂłby wierzyĂŚ w pewne
opinie tylko dlatego, Âże znajdujÂą siĂŞ one w
jakiejÂś ksiÂąÂżce. (...) Nigdy rĂłwnieÂż nie uzna
swych wÂłasnych wynikĂłw za prawdĂŞ
ostatecznÂą”.
A.Einstein
Powszechnie uwaÂża siĂŞ iÂż linia prosta jest najkrĂłtsza drogÂą miĂŞdzy
dwoma punktami. Twierdzenie to wydaje siĂŞ prawdziwe ,ale czy tak jest w
rzeczywistoÂści? JeÂśli rozpatrywali byÂśmy to zagadnienie z perspektywy istot
dwu wymiarowych niewÂątpliwie tak ,ale my Âżyjemy przynajmniej w trzech
wymiarach plus czwarty jakim jest czas, ale ten potrafimy przemierzaĂŚ tylko w
jednym kierunku.

W rĂłÂżny sposĂłb moÂżemy sobie wyobraÂżaĂŚ zakrzywionÂą przestrzeĂą i tak np:
nie ma linii rĂłwnolegÂłych suma kÂątĂłw w trĂłjkÂącie nie rĂłwna siĂŞ180 stopni.
CiaÂła w przestrzeni trĂłjwymiarowej poruszajÂą siĂŞ po najkrĂłtszych drogach ÂłÂączÂących dwa punkty, linie tÂą nazywamy LiniÂą GeodezyjnÂą lub po prostu geodezyjnÂą
Dla przestrzeni euklidesowej geodezyjne sÂą zwykÂłymi prostymi lecz
dla przestrzeni nieeuklidesowej juÂż takie nie sÂą .Lecz dostrzec to jest niezwykle ciĂŞÂżko przez proces RENORMALIZACJI(rodzaju uproszczenia zjawisk) ktĂłry przeszliÂśmy w szkole jak twierdzi Nassim Haramein:”dzisiejsza teoria pola kwantowego zostaÂła usuniĂŞta przez RENORMALIZACJA to coÂś,co prĂłbowali zrobiĂŚ mi w szkole" opisujÂąc nam Âświat w dwĂłch wymiarach przestrzeni euklidesowej, kartki papieru. Dlatego wydaje mi siĂŞ
Âże w prĂłbie postrzegania czasoprzestrzeni jako takiej ma zastosowanie
ÂświĂŞta geometria, i na to sprĂłbuje odpowiedzieĂŚ na koĂącu tego wywodu.

http://www.youtube.com/v/6580BRPL6KA&hl=pl_PL&fs=1&"></param><param name="allowFullScreen" value="true"></param><param name="allowscriptaccess" value="always"></param><embed src="http://www.youtube.com/v/6580BRPL6KA&hl=pl_PL&fs=1&" type="application/x-shockwave-flash" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="425" height="344"></embed></object>

JuÂż Gauss zauwaÂżyÂł , Âże moÂżliwe jest budowanie logicznie spĂłjnej i
prawidÂłowej z matematycznego punktu widzenia geometrii odrzucajÂąc piÂąty
aksjomat Euklidesa dotyczÂących prostych rĂłwnolegÂłych tzw. geometrii
nieeuklidesowej. Takiej obserwacji moÂżemy dokonaĂŚ sami jeÂśli sprĂłbowali byÂśmy narysowaĂŚ na powierzchni ziemi trĂłjkÂąt lub dwie proste odpowiedniej wielkoÂści, to trĂłjkÂąt nie miaÂłby 180 stopni a dwie proste nie byÂłyby rĂłwnolegÂłe tylko wypukÂłe ( rĂłÂżnica uzaleÂżniona jest od skali rysunku) moÂżemy siĂŞ o tym przekonaĂŚ znacznie Âłatwiej prĂłbujÂąc narysowaĂŚ to na globusie, jeÂśli odwrĂłcimy tÂą sytuacje i sprĂłbujemy narysowaĂŚ to na wewnĂŞtrznej stronie kuli okaÂże siĂŞ iÂż suma wszystkich kÂątĂłw jest mniejsza niÂż 180 stopni a dwie proste sÂą wklĂŞsÂłe .Ale jaki wynik uzyskalibyÂśmy rysujÂąc te figury na E8 ? Z tego prostego doÂświadczenia wynika Âże lina prosta niekoniecznie jest prosta i tylko oglÂądajÂąc jÂą w dwĂłch wymiarach jest prostÂą miĂŞdzy dwoma punktami ale de facto jest niÂą Linia Geodezyjna oglÂądana z gĂłry.
CĂłÂż to moÂże mieĂŚ wspĂłlnego z grawitacjÂą otĂłÂż ma, jeÂśli przypomnimy
sobie Âże grawitacja w/g teorii wzglĂŞdnoÂści jest rĂłwnowaÂżna z przyspieszeniem a to co odczuwamy jako grawitacjĂŞ to bezwÂładnoÂśĂŚ jak w zmieniajÂącym kierunek pojeÂździe.

PromieĂą Âświetlny lasera odpowiada linii prostej, ale wyobraÂźmy sobie takÂą hipotetycznÂą sytuacje. Znajdujemy siĂŞ na statku kosmicznym ktĂłry przyspiesza do 99% prĂŞdkoÂści ÂświatÂła na jednej ze Âścian mocujemy laser ktĂłry skierowany jest na przeciwnÂą ÂścianĂŞ, co mogli byÂśmy zaobserwowaĂŚ w trakcie przyspieszania? OtĂłÂż razem z wzrostem prĂŞdkoÂści statku promieĂą ÂświatÂła zaczÂąÂł by siĂŞ zakrzywiaĂŚ do doÂłu i bylibyÂśmy Âświatkami zakrzywienia przestrzeni wraz z przyrostem prĂŞdkoÂści(PrĂŞdkoÂśĂŚ ÂświatÂła w prĂłÂżni jest taka sama dla wszystkich obserwatorĂłw, taka sama we wszystkich kierunkach i nie zaleÂży od prĂŞdkoÂści ÂźrĂłdÂła ÂświatÂła), podobne zjawisko moÂżna zaobserwowaĂŚ na obracajÂącej siĂŞ pÂłaszczyÂźnie kiedy sprĂłbujemy przetoczyĂŚ po niej piÂłkĂŞ,zaobserwujemy wtedy Âże porusza siĂŞ ona po Âłuku(choĂŚ zaleÂży to od punktu naszej obserwacji gdyÂż patrzÂąc z obracajÂącego siĂŞ talerzy to toczy siĂŞ prosto) , to zjawisko opisuje nam tak zwana siÂła lub efekt Coriolisa a tak naprawĂŞ jest to bezwÂładnoÂśĂŚ w nieinercyjnym ukÂładzie odniesienia.

(http://www.zgapa.pl/zgapedia/data_pictures/_uploads_wiki/c/Coriolis_tar.JPG)
lub na animacji
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/Corioliskraftanimation.gif)
http://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Plik:Corioliskraftanimation.gif&filetimestamp=20060801110615

Innym przykÂładem jest lot orbitalny i stan tzw. niewaÂżkoÂści pojazd porusza siĂŞ po bez wÂątpienia kolistej orbicie lecz czÂłowiek nie odczuwa ciÂąÂżenia czy wrĂŞcz siÂły odÂśrodkowej lecz brak grawitacji (ktĂłry wystĂŞpuje tylko w czasie swobodnego spadku). MoÂżna to tÂłumaczyĂŚ powstawaniem siÂły doÂśrodkowej Dana Wintera i jej interakcji z siÂła odÂśrodkowÂą ktĂłra to interakcja jest fraktalnÂą przyczynÂą takiego wektora grawitacji.opartego na zÂłotej proporcji.Powstaje lej grawitacyjny .Dlatego satelity latajÂą w kĂłÂłko po orbicie okoÂło planetarnej czy sÂłonecznej spadajÂąc po niekoĂączÂącej sie studni grawitacyjnej
http://www.youtube.com/v/3WL_vtu4r1w&hl=pl_PL&fs=1&"></param><param name="allowFullScreen" value="true"></param><param name="allowscriptaccess" value="always"></param><embed src="http://www.youtube.com/v/3WL_vtu4r1w&hl=pl_PL&fs=1&" type="application/x-shockwave-flash" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="425" height="344"></embed></object>

(http://img22.imageshack.us/img22/6338/12scian.gif)
W samolocie lecÂącym niÂżej i wolniej takiego zjawiska nie dostrzegamy chyba Âże zacznie pikowaĂŚ w dĂłÂł i wcale nie trzeba lecieĂŚ pionowo w dĂłÂł ;) czyli astronauci doÂświadczajÂą swoistego zakrzywienia czasoprzestrzeni i anomalii grawitacyjnej gdyÂż ze swojej perspektywy horyzontu zdarzeĂą spadajÂą pionowo w dĂłÂł nie odczuwajÂąc grawitacji. I taka ciekawostka na wysokoÂści 300 kilometrĂłw siÂła ziemskiej grawitacji jest tylko o 10% niÂższa niÂż na ziemi.
Poza tym Âżeby sprawĂŞ jeszcze bardziej skomplikowaĂŚ nasze odczucie ruchu jest pojĂŞciem wzglĂŞdnym , nie moÂżna jednoznacznie stwierdziĂŚ, czy jesteÂśmy w ruchu czy w spoczynku, czy poruszamy siĂŞ po linii prostej czy krzywej, czy poruszamy siĂŞ wolno czy szybko, to wszystko zaleÂży od punktu lub punktĂłw odniesienia

W podobny sposĂłb moÂżna przedstawiĂŚ czasoprzestrzeĂą jako przestrzeĂą wypeÂłnionÂą energiÂą Jednolitego Pola ktĂłre skÂłada siĂŞ ÂładunkĂłw z doÂśrodkowÂą lub odÂśrodkowÂą siÂła ktĂłrÂą to nazywamy grawitacjÂą lub anty grawitacjÂą ich wzajemnym nakÂładanie, czy mnoÂżeniem falami elektromagnetycznymi lub w koĂącu oddziaÂływaniem pola kwantowego. SiÂł ktĂłrych oddziaÂływaĂą nie jesteÂśmy do koĂąca Âświadomi.Jest to geometria dwudziestoÂścianu jak wynika z wykÂładu Dana Wintera o grawitacji i jak to wyjaÂśnia w geometrii, ktĂłrÂą nazwa GwiezdnÂą MatkÂą .Kiedy jÂą powielimy stanie siĂŞ strukturÂą E8 a ta z kolei obrazuje budowĂŞ oraz rozkÂład pola wszechÂświata i wzbudzajÂących go fal wibracji .
Wibracje kosmosu nagrane przez sondĂŞ Voyager i nie tylko
http://www.youtube.com/v/juFVYQ4QnnI&hl=pl_PL&fs=1&"></param><param name="allowFullScreen" value="true"></param><param name="allowscriptaccess" value="always"></param><embed src="http://www.youtube.com/v/juFVYQ4QnnI&hl=pl_PL&fs=1&" type="application/x-shockwave-flash" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="425" height="344"></embed></object>

http://www.youtube.com/v/Wswgy6cnwv8&hl=pl_PL&fs=1&"></param><param name="allowFullScreen" value="true"></param><param name="allowscriptaccess" value="always"></param><embed src="http://www.youtube.com/v/Wswgy6cnwv8&hl=pl_PL&fs=1&" type="application/x-shockwave-flash" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="425" height="344"></embed></object>

O ile przykÂład ten doÂśĂŚ precyzyjnie opisuje nam przestrzeĂą to mamy deficyt opisu dotyczÂącego czasu i tak na przykÂładzie naszych astronautĂłw krÂąÂżÂących po orbicie tam gdzie spotyka siĂŞ siÂła doÂśrodkowa z siÂła odÂśrodkowÂą, powstaje tam Âślad grawitacyjny(Grawitacja jest konsekwencjÂą niezerowego tensora energii-pĂŞdu) rodzaj leja grawitacyjnego opasajÂącego ziemiĂŞ . JeÂśli moglibyÂśmy ten Âślad zaobserwowaĂŚ i potraktowaĂŚ czas jako coÂś staÂłego i niezmiennego, wieczne "TERAZ" moglibyÂśmy zobaczyĂŚ ruch caÂłej materii w czasoprzestrzeni.I niewiele miaÂłby wspĂłlnego z wyobraÂżeniem tego ruchu wyniesionym ze szkoÂły .PoniewaÂż obraz jest lepszy niÂż tysiÂące sÂłĂłw pozwĂłlmy niech wypowie siĂŞ Nassim Haramein gdzie zobaczymy jaki Âślad na mapie czasu zostawia przemieszczajÂąca siĂŞ ziemia i ukÂład sÂłoneczny.
http://www.youtube.com/v/W5jZnErmuDQ&hl=pl_PL&fs=1&"></param><param name="allowFullScreen" value="true"></param><param name="allowscriptaccess" value="always"></param><embed src="http://www.youtube.com/v/W5jZnErmuDQ&hl=pl_PL&fs=1&" type="application/x-shockwave-flash" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="425" height="344"></embed></object>

Gdyby zastosowaĂŚ rĂłwnania Teorii WzglĂŞdnoÂści Einsteina do caÂłego wszechÂświata zobaczyli byÂśmy iÂż czasoprzestrzeĂą jest zakrzywiona , lecz zakrzywiona czasoprzestrzeĂą, niejako wymusza ruch materii.Jednak zgodnie z tÂą teoriÂą wszechÂświat powinien byĂŚ skoĂączony,jego czterowymiarowa czasoprzestrzeĂą jest zakrzywiona i zarazem zamkniĂŞta analogicznie do struktury E8. W takim modelu wszechÂświata grawitacyjnie wyznaczone wektory przyciÂągania nigdy nie sÂą caÂłkowicie statyczne, chyba Âże spojrzymy na nie z perspektywy mapy czasu, czyli jako zamkniĂŞtej i opisujÂącej caÂłÂą swojÂą historie Bezczasu jako opalizujÂącÂą perÂłĂŞ .
Do peÂłnego zrozumienia Grawitacji i Czasoprzestrzeni wypadÂłoby napisaĂŚ kila sÂłĂłw o czasie ktĂłry jest jednym wydawaÂłoby siĂŞ z najbardziej znanych atrybutĂłw fizycznego Âświata a zarazem owiany jest nimbem tajemniczoÂści .
NiektĂłrzy opisujÂą czas jako linie bez poczÂątku i koĂąca na ktĂłrej poÂłoÂżony jest punkt bĂŞdÂący w ciÂągÂłym ruchu chwili obecnie doÂświadczanej ,rodzaj wiecznie przemieszczajÂącego TU I TERAZ , po osi czasu .Wszystko co jest przed tym punktem to przyszÂłoÂśĂŚ a za nim to przeszÂłoÂśĂŚ.W ten sposĂłb interpretujÂąc czas moÂżna osiÂągnÂąĂŚ nieskoĂączonoÂśĂŚ. Co moÂże tÂłumaczyĂŚ nam Paradoks Zenona z Elei paradoks filozoficzny, ale rĂłwnieÂż matematyczny i fizyczny. "JeÂśli czas i przestrzeĂą bĂŞdziemy rozumieĂŚ jako wielkoÂści ciÂągÂłe, linearne to ...
Biegacz musi przebiec jakÂąÂś ÂściÂśle okreÂślonÂą odlegÂłoÂśĂŚ zarĂłwno w czasie jak i przestrzeni. Zanim jednak osiÂągnie metÂą musi najpierw pokonaĂŚ 1/2 dÂługoÂści, ale zanim to osiÂągnie musi najpierw dobiec do 1/4, no ale przedtem musi najpierw dobiec do 1/8, i tak w nieskoĂączonoÂśĂŚ , zastosujmy tu zÂłoty podziaÂł i mamy fraktalnÂą strukturĂŞ czasoprzestrzeni jako kompletna caÂłoÂśĂŚ nieskoĂączonoÂści ale ze swoim poczÂątkiem i koĂącem taki paradoks .
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e4/Asymptote02.png)

Tak jak przewidziaÂł to Nassim Haramein przestrzeĂą jest nieskoĂączonoÂściÂą,a granice sÂą skoĂączonÂą strukturÂą czyli pole jest skoĂączonÂą strukturÂą.
Konkluzja :Biegacz przemieszczajÂąc siĂŞ po linii czasu ma do przebycia nieskoĂączonÂą iloÂśĂŚ odcinkĂłw, natomiast czas jest co prawda nieograniczony, ale skoĂączony. Zadanie zatem niewykonalne. Nigdy nie ukoĂączy swego biegu."Ale przy takim przedstawieniu sprawy rodzi siĂŞ pytanie o naszÂą wolnÂą wole no cĂłÂż zastosujĂŞ tu pewnÂą alegoriĂŞ wyobraÂźmy sobie Âże to przemieszczajÂące siĂŞ TU I TERAZ ma formĂŞ rozchodzÂących siĂŞ we wszystkich moÂżliwych kierunkach prostych jak igÂły jeÂżowca, te proste to inne wersje rzeczywistoÂśĂŚ, nasze wybory kierujÂą nas na inne linie czasu alternatywnej rzeczywistoÂści w inne wymiary wielowymiarowego wszechÂświata ,jak mechanika kwantowa dziaÂłania mĂłzgu opisuje to zjawisko.
WedÂług zasad OR (obiektywna redukcja, zaproponowana przez Penrose’a w jego ksiÂąÂżce z 1994 roku, Shadows of Mind) naÂłoÂżone stany majÂą wÂłasne geometrie czasoprzestrzenne. Kiedy stopieĂą spĂłjnej rĂłÂżnicy masy-energii prowadzi do wystarczajÂącego oddzielenia geometrii czasoprzestrzeni, system musi wybraĂŚ i rozpada siĂŞ (redukuje, zapada) w pojedynczy stan wszechÂświata, zapobiegajÂąc w ten sposĂłb „wieloÂści wszechÂświatĂłw". W ten sposĂłb przejÂściowe naÂłoÂżenie siĂŞ nieco rĂłÂżniÂących siĂŞ geometrii czasoprzestrzeni trwa do pojawienia siĂŞ nagÂłej klasycznej redukcji kwantowej i jedno lub drugie zostaje wybrane. W ten sposĂłb ÂświadomoÂśĂŚ moÂże wiÂązaĂŚ siĂŞ z samozakÂłĂłceniem geometrii czasoprzestrzeni.
http://www.youtube.com/v/XTUGLvqmRsw&hl=pl_PL&fs=1&"></param><param name="allowFullScreen" value="true"></param><param name="allowscriptaccess" value="always"></param><embed src="http://www.youtube.com/v/XTUGLvqmRsw&hl=pl_PL&fs=1&" type="application/x-shockwave-flash" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="425" height="344"></embed></object>
ale o nich i ich geometrii struktury E8 juÂż kiedy indziej.

Ps.

Cytuj

KaÂżdy czÂłowiek juÂż jako struktura cielesna rzuca swÂą „smugĂŞ cienia”. Ten cieĂą ma charakter przestrzenny i fizyczny. Ale kaÂżdy z nas ma takÂże swĂłj cieĂą — a ÂściÂślej biorÂąc, dwa cienie — w aspekcie czasowym (eterycznym). Jako ego-ÂświadomoÂśĂŚ funkcjonujemy, tak przynajmniej sÂądzimy, w teraÂźniejszoÂści, ktĂłra wszakÂże jest umownym „punktem” naszej uwagi, przesuwajÂącym siĂŞ (zaleÂżnie od przyjmowanej perspektywy) juÂż to z przeszÂłoÂści w przyszÂłoÂśĂŚ, juÂż to z przyszÂłoÂści w przeszÂłoÂśĂŚ. Dlatego mamy dwa cienie: cieĂą naszej przeszÂłoÂści i cieĂą naszej przyszÂłoÂści. Oba leÂżÂą w mniejszym lub wiĂŞkszym stopniu poza naszÂą (aktualnÂą) ÂświadomoÂściÂą: jeden juÂż poza niÂą, drugi jeszcze przed niÂą. Oba cienie zachowujÂą pewien zwiÂązek z naszÂą ÂświadomoÂściÂą (stÂąd ich tylko „szara” barwa): cieĂą przeszÂłoÂści Âżyje jeszcze w naszych wspomnieniach, cieĂą przyszÂłoÂści zarysowuje siĂŞ w naszych fantazjach, marzeniach czy wreszcie planach i zamiarach. Nasze cienie „temporalne” towarzyszÂą nam od chwili pojawienia siĂŞ naszej ÂświadomoÂści aÂż do jej zatraty — ÂściÂślej, przemiany — w Âśmierci.Jerzy Prokopiuk

http://www.gnosis.art.pl/e_gnosis/w_labiryncie_duszy/prokopiuk_cien1.htm

... :( :( :(

MoÂże ktoÂś uÂłoÂży to lepiej
http://www.swietageometria.darmowefora.pl/index.php?topic=613.0
;D
CzworoÂścian to podstawowa figura PlatoĂąska(WedÂług Platona "materia zbudowana jest z caÂłostek i nie jest podzielna, a caÂłostki te majÂą charakter idealny. Nie sÂą bowiem ciaÂłami staÂłymi, lecz figurami geometrycznymi") ktĂłrÂą moÂżna przeksztaÂłciĂŚ fraktalnie w GwiezdnÂą MatkÂą ktĂłrÂą moÂżna przeksztaÂłciĂŚ fraktalnie w figurĂŞ E8 ktĂłra obrazuje nam teorie toroidalnego pola i obrazuje fraktalnÂą budowĂŞ wszechÂświata

(http://www.goldenmean.info/powerpoint/phaseconjugation09_files/Slide0027.gif)

(http://www.goldenmean.info/warming/MAZmation.gif)

(http://www.goldenmean.info/powerpoint/phaseconjugation09_files/Slide0026.gif)
(http://theresonanceproject.org/images/graphics/bubble1.png)

(http://img4.imageshack.us/img4/9416/est2small.jpg)

(http://postepy.camk.edu.pl/pics/art3_2009-3.jpg)
(http://postepy.camk.edu.pl/pics/art3_2009-1.jpg)
(http://img396.imageshack.us/img396/1057/przepywenergiiwtorusie2rv1.jpg)
(http://postepy.camk.edu.pl/pics/art3_2009-3.jpg)

(http://postepy.camk.edu.pl/pics/art3_2009-4.jpg)

(http://img22.imageshack.us/img22/6969/vesicaieoe2resizelu5.jpg)
(http://img27.imageshack.us/img27/3641/vesicaieoeresizebw6.jpg) X

(http://img222.imageshack.us/my.php?image=franksnewestos4.gif)

(http://img518.imageshack.us/img518/7573/muszla3ga0.jpg)

(http://img24.imageshack.us/img24/5718/szyszkaft1.jpg)

informacje pomocnicze.
1.Linia geodezyjna (ortodroma) jest krzywÂą charakteryzujÂącÂą siĂŞ tym, Âże normalna w kaÂżdym punkcie tej krzywej jest jednoczeÂśnie normalnÂą do powierzchni na ktĂłrej krzywa ta leÂży. Krzywizna geodezyjna linii geodezyjnej rĂłwna jest 0.

NajkrĂłtsza droga = linia geodezyjna
Linia geodezyjna <> najkrĂłtsza droga
2.Przyspieszenie ziemskie (g=9,81m/s2) to przyspieszenie z jakim poruszajÂą siĂŞ
ciaÂła, na ktĂłre dziaÂła tylko siÂła grawitacji (czyli ktĂłre spadajÂą na ziemiĂŞ)
3.Efekt Coriolisa – efekt wystĂŞpujÂący w obracajÂących siĂŞ ukÂładach odniesienia. Dla obserwatora pozostajÂącego w obracajÂącym siĂŞ ukÂładzie odniesienia, objawia siĂŞ zakrzywieniem toru ciaÂł poruszajÂących siĂŞ w takim ukÂładzie. Zakrzywienie to zdaje siĂŞ byĂŚ wywoÂłane jakÂąÂś siÂłÂą, tak zwanÂą siÂłÂą Coriolisa. SiÂła Coriolisa jest siÂłÂą pozornÂą, wystĂŞpujÂącÂą jedynie w nieinercjalnych ukÂładach obracajÂących siĂŞ. Dla zewnĂŞtrznego obserwatora siÂła ta nie istnieje. Dla niego to ukÂład zmienia poÂłoÂżenie a poruszajÂące siĂŞ ciaÂło zachowuje swĂłj stan ruchu zgodnie z I zasadÂą dynamiki.
4. I zasada dynamiki: JeÂżeli na ciaÂło nie dziaÂłajÂą Âżadne siÂły lub dziaÂłajÂące siÂły rĂłwnowaÂżÂą siĂŞ to ciaÂło pozostaje w spoczynku lub porusza siĂŞ ruchem jednostajnym prostoliniowym
5.W ruchu jednostajnym po okrĂŞgu wystĂŞpujÂą dwie siÂły: doÂśrodkowa
i odÂśrodkowa. Ich wartoÂści sÂą rĂłwne, majÂą one tylko przeciwne zwroty.
6.SiÂły pozorne wynikajÂące z przyspieszenia ukÂładu odniesienia nazywamy siÂłami bezwÂładnoÂści. Np. podczas rozpĂŞdzania siĂŞ samochodu na pasaÂżera dziaÂła siÂła bezwÂładnoÂści zwiĂŞkszajÂąca jego nacisk na oparcie fotela. Kolejnym przykÂładem moÂże byĂŚ stacja orbitalna obiegajÂąca ZiemiĂŞ - siÂła bezwÂładnoÂści (zwana siÂłÂą odÂśrodkowÂą) rĂłwnowaÂży siÂłĂŞ ciĂŞÂżkoÂści, mĂłwimy, Âże kosmonauta znajduje siĂŞ
w stanie niewaÂżkoÂści. SiÂły bezwÂładnoÂści
7.O polu jednorodnym mĂłwimy jeÂżeli na ciaÂło umieszczone w polu jednorodnym dziaÂła siÂła o staÂłej wartoÂści niezaleÂżnie od poÂłoÂżenia tego ciaÂła.
8.Renormalizacja jest precyzyjnÂą procedurÂą matematycznÂą pozwalajÂącÂą na odjĂŞcie od nieskoĂączonego Âładunku goÂłego elektronu nieskoĂączonego Âładunku otaczajÂącego go pancerza, tak aby w wyniku otrzymaĂŚ obserwowanÂą w doÂświadczeniach wartoÂśĂŚ skoĂączonÂą.Pytanie, jakie w tym kontekÂście stawiajÂą sobie fizycy, to, czy z danej teorii moÂżna usunÂąĂŚ wszystkie nieskoĂączonoÂści, tak aby przewidywania modelu prowadziÂły do jednoznacznych, skoĂączonych wynikĂłw.

ZnikÂła ta wypowiedÂź wiec jÂą tu wstawiam jeszcze raz (chyba Âże jÂą moÂżna wstawiĂŚ przedniÂą Leszku)

Cytuj

Cytuj Leszek

Cytuj

"Dzisiejsi fizycy nie sÂą Âświadomi tego, Âże czas jest kategoriÂą psychicznÂą, a nie fizycznÂą. W Âświecie, w ktĂłrym nie istnieje ÂświadomoÂśĂŚ czÂłowieka bÂądÂź zwierzĂŞcia, nie istnieje ani czas przeszÂły, bo ten jest "funkcjÂą psychicznÂą" pochodnÂą istnienia psychicznego zjawiska zwanego pamiĂŞciÂą, ani czas przyszÂły, bo ten jest "funkcjÂą psychicznÂą", ktĂłrej podstawÂą jest pamiĂŞĂŚ oraz wyobraÂźnia, ktĂłra tworzy obrazy przyszÂłych zdarzeĂą."

Do wypowiedzi east,a dodam tylko Âże jest jeszcze coÂś takiego jak entropia ktĂłrej teÂż nie wziÂąÂł pod uwagĂŞ autor textu Bogdan Szenkaryk

WedÂług II zasady termodynamiki, kaÂżdy ukÂład izolowany dÂąÂży do stanu rĂłwnowagi, w ktĂłrym entropia osiÂąga maksimum. ZakÂładajÂąc, Âże WszechÂświat jako caÂłoÂśĂŚ jest ukÂładem zamkniĂŞtym, powinien on rĂłwnieÂż dÂąÂżyĂŚ do rĂłwnowagi. Stwierdzenie tego faktu jest jednak stosunkowo trudne do zaobserwowania i dlatego prowadzi siĂŞ liczne dyskusje czy WszechÂświat jest, czy nie jest ukÂładem zamkniĂŞtym oraz czy rzeczywiÂście dÂąÂży jako caÂłoÂśĂŚ do rĂłwnowagi. Przeciwnicy tej koncepcji gÂłoszÂą, Âże rozszerzajÂącego siĂŞ WszechÂświata nie moÂżna traktowaĂŚ jako ukÂładu zamkniĂŞtego, gdyÂż nie moÂżna wyznaczyĂŚ obszaru, z ktĂłrego nie wychodziÂłoby promieniowanie. Wiadomo jedynie, Âże entropia olbrzymiej wiĂŞkszoÂści znanych ukÂładĂłw zamkniĂŞtych roÂśnie w kierunku, ktĂłry nazywamy przyszÂłoÂściÂą. Tak wiĂŞc, z tego punktu widzenia, termodynamika okreÂśla kierunek upÂływu czasu (tzw. termodynamiczna strzaÂłka czasu).

Cytuj
Teoria wzglĂŞdnoÂści podkreÂśla doniosÂłoÂśĂŚ pola w fizyce. Nie udaÂło siĂŞ nam jednak dotÂąd sformuÂłowaĂŚ fizyki czysto polowej. Na razie musimy zakÂładaĂŚ istnienie obojga: i pola, i materii
.
I tutaj moÂże coÂś nam podpowiedzieĂŚ ÂświĂŞta geometria

MoÂże na pierwszy rzut oka nie w temacie ale jednak
SposĂłb postrzegania rzeczywistoÂści determinuje sposĂłb jej badania przez czÂłowieka.
Percepcja rzeczywistoÂści
1.Rola wiedzy i nastawieĂą w procesie postrzegania.

Percepcja jako proc. zorganiz. interpretowania rzeczywistoÂści a nie jej wiernego odzwiercied. Jest zÂłoÂżonym proc. wyciÂągania wnioskĂłw. W XIX w. MILLER sformuÂł. TezĂŞ to co odbieramy jest w ogromnym stopniu zdecydowane to jaka droga nerwowa zostanie pobudzona. Jednak w ogromnym stopniu wiedza o Âświecie percep. rzeczywistoÂści zaleÂży od pewnej inteligentnej funkcji naszego umysÂłu ktĂłra interpretuje ten Âświat rĂłwnieÂż na poziomie wraÂżeĂą i spostrzeÂżeĂą. WITKIN przeprow. Badania nad STYLAMI POZNAWCZYMI to czego siĂŞ spodziewamy podpowiada nam jaki ten Âświat jest. SHUBERT powiedziaÂł Âże Âżeby coÂś zrozumieĂŚ trzeba w to uwierzyĂŚ GOETHE natomiast widzimy to co wiemy PERCEPCJA nie jest bezpoÂśr. doÂświad. Jest to zÂłoÂżony proces wyciÂągania wnioskĂłw. Ta teza odnosi siĂŞ do wszystkich modalnoÂści zmysÂł: wzroku, sÂłuchu, smaku, dotyku, bĂłlu, czucia wew, trzewiowego, zimna. ZdolnoÂśĂŚ mĂłzgu do wykorzs. informacji niedostĂŞp. w procesie percepcji sprawia Âże rzeczywistoÂśĂŚ modyfikujemy za kaÂżdym razem. Polega to na wykorzys. pewnej INFORM PAMIĂCIOWEJ,UZUPEÂŁNIENIU LUK, poprzez naszÂą pamiĂŞĂŚ o tej rzeczywistoÂści.
2.Percepcja wzrokowa

ÂŚwiat nauki jest zdomin. przez zmysÂł wzroku wg prof. BRONOWSKIEGO nasza cywilizacja i wiedza nie mogÂły siĂŞ wyksztaÂł. bez tego zmysÂłu ktĂłry dziaÂła podobnie jak kamera film. na ZASADZIE STAÂŁOÂŚĂI gdzie cechy przedmiotĂłw wydajÂą siĂŞ niezmienne mimo Âże zmienia siĂŞ odpow. im POBUDZENIE. Obraz rzeczyw. powstaje na styku Âświata zewn. i naszej integralnej funkcji umysÂłu ktĂłra sprawia Âże ten Âświat jest sensowny, staÂły, spĂłjny. Nasz obraz rzeczywist. powstaje poprzez bardzo skomplikowany syst. ruchĂłw oka ktĂłre zostaje naprowadz. na najbardziej istotne elementy obiektu obserwacji. ÂŚwiat postrzegamy jako spĂłjny dlatego Âże nasz system poznawczy potrafi wyodrĂŞb. w rzeczywistoÂści pewne sensowne caÂłoÂści.
3.Obrazy konkurencyjne. Percepcja jako proces wyodrĂŞb. sensownych caÂłoÂści.

Obrazy konkuren-obrazy dwuznaczne co do ktĂłrych istnieje wiele sposobĂłw interpretowan.

MogÂą byĂŚ postrzegane na wiele sposobĂłw ale nigdy rĂłwnoczeÂśnie, tzn. raz na rysunku widzimy mÂłodÂą dziewcz, innym brzydkÂą starÂą kobiet

My odbieramy, percypujemy jest to SYSTEM SÂĄDĂW o rzeczywis. a nie samÂą rzeczywistoÂściÂą. Nasz system narzuca na rzeczywis. pewnÂą interpretacji zgodnÂą z naszymi oczekiwaniami. Nasz system poznawczy organizuje rzeczywistoÂśĂŚ, strukturalizuje jÂą, interpretuje.
4.ZaÂłoÂżenia i prawa psychologii postaci.

Psychologia postaci GESTALT- protestuje przeciw poglÂądowi iÂż percepcja rzeczywistoÂśĂŚ jest sumÂą wraÂżeĂą (WERTHAIMER,KELLER). Nasz system poznawczy wyodrĂŞb. w tym polu spostrzeÂżeniowym pewne sensowne caÂłoÂści nazwano jÂą POSTACIÂĄ GESTALT nasz system wzrokowy dokonuje pewnej organiz. obrazĂłw i pola spostrzeÂż. mianowicie rozdziela te pola na figurĂŞ i tÂło. Figura i tÂło mogÂą siĂŞ zmieniaĂŚ miejscami (raz postrzegamy tĂŞ wÂłaÂśnie figurĂŞ a raz tÂło).

PRAWA PERCEPCJI.

I Prawo podobieĂąstwa-elementy sÂą grupowane w caÂłoÂści ze wzglĂŞdu na podobieĂąstwa. do siebie.

II Prawo kontynuacji-caÂłoÂści sÂą postrzegane ze wzglĂŞdu na pewien kierunek zgodnie z ktĂłrym te elementy przebiegajÂą.

III Prawo zamykania (closer)-brakujÂące czĂŞÂści figury uzupeÂłniamy w taki sposĂłb Âże postrzegamy tĂŞ figurĂŞ jako caÂłoÂśĂŚ.

GIĂTKOÂŚĂ SPOSTRZEGANIA-dostrzeganie caÂłoÂści, domykanie ich. Bardzo zÂłoÂżone figury sÂą rozpoznawane i dostrzegane poÂśrĂłd innych

IV Prawo bliskoÂści-postrzegamy caÂłoÂśĂŚ jako grupujÂące jÂą elementy poÂłoÂż. sÂą blisko siebie.

Prawo zamykania i kontynuacji-sÂą szczegĂłlnie waÂżne tworzÂą tzw. DOBRÂĄ POSTAĂ takÂą ktĂłra jest najÂłatwiej spostrzegana. ÂŚwiat postrzegany jest w postaci pewnych caÂłoÂści, identyfikowany. Tych caÂłoÂści jest skompl. procesem testowani a hipotezy o tej samej rzeczywistoÂści ktĂłre wysuwa nasz system poznawczy.
5.Percepcja przestrzeni fizycznej trĂłjwymiarowej: rola informacji zawartej w obiektach, widzenie dwuoczne.

Informacje zawarte w samych obiektach podpowiadajÂą nam, Âże rzeczywist. jest trĂłjwymiar.

ZagĂŞszczajÂące linie-zwane ZWIEKSZENIEM SIĂ GRADIENTU CAÂŁOSCI inform. nas, Âże figura jest zlokal. w przestrzeni trĂłjwymiar. Nie tylko widzenie dwuoczne KONWEGRENCJA OCZU podpowiada nam co jest rzeczywiÂście w przestrzeni ale takÂże pewne cechy charakter- erystyczne kory wzrokowej a mianow. istnieje pewne przemieszanie nerwĂłw na siatkĂłwce obu oczu i odpow. im miejsc na korze mĂłzg. NiedokÂładne nakÂładanie siĂŞ tych obraz. Z prawego i lewego oka infor. naszÂą korĂŞ mĂłzg.

Âże mamy do czynienia z gÂłĂŞbiÂą. OkazaÂło siĂŞ Âże na bardzo niskim poziomie siatkĂłwki i kory mĂłzg. istniejÂą wyspecjal. grupy nerwĂłw do postrzegania tych przestrzeni jako linii, plam, kÂątĂłw ale takÂże ruch. Percepcja i integracyjna funkcja umysÂłu ma naturĂŞ rozsianÂą tzn. dzieje siĂŞ w wielu czĂŞÂściach mĂłzgowia i kory wzrok.
6.Percepcja obrazĂłw dwuwymiarowych.

AktywnoÂśĂŚ korowych dekoratorĂłw cech stanowi podst. wzrokowego rozpoznawania ksztaÂłtĂłw. Na poziomie kory nastĂŞpuje wiĂŞc jakby rozÂłoÂż. obrazu wzrokow. na wiele element

System wzrokowy dokonuje organiz. obrazu Âże ukierunkowany jest na wyodrĂŞb. w obrazie pewnych sensownych caÂłoÂści. Figury zwane postaciami zostajÂą dostrzeÂż. dziĂŞki wyodrĂŞbnieniu stosunkĂłw pomiĂŞdzy poszcz. elementami obrazu. Na ekranie zÂłudzenie to opiera siĂŞ na zjawisku fi Polega ono na tym Âże jeÂśli w dwĂłch niezbyt odlegÂł. miejscach siatkĂłwki w szybkim tempie pojawia siĂŞ taki sam przedmiot, dostrzegamy pÂłynny ruch tego przedmiotu od pkt. gdzie pojawiÂł siĂŞ najpierw do pkt. gdzie wystÂąpiÂł pĂłÂźniej. Przy niedost. inform. wzrokow. o ruchu mĂłzg wybiera tĂŞ najb. prawdopodobnÂą ewentualnoÂśĂŚ. SpostrzegajÂąc jakiÂś ksztaÂłt staramy siĂŞ zidentyfikowaĂŚ go tj. przypisaĂŚ go do pewnej klasy przedmiotĂłw znanych nam z uprzednich doÂświad. Proces stawiania i weryfikowania hipotez powtarza siĂŞ wielokrotnie aÂż do moment. znalezienia najodpowiedniejszej. W procesie spostrzegania ksztaÂłt. waÂżnÂą rolĂŞ odgrywajÂą ruchy oczu.
7.Prawo Webera-Fachnera

W XIX w. WEBER zauwaÂżyÂł, Âże nasze wraÂżen. subiektywne nie sÂą liniowÂą funkcjÂą bodÂźcĂłw. FECHNER ujÂąÂł to matemat. w formie Âże nasze subiekt. wraÂżenia sÂą logarytmicznÂą funkcjÂą tych bodÂźcĂłw. WiÂąÂże siĂŞ z zagadnieniem POMIARU jeÂśli ustalimy jakÂąÂś wysokoÂśĂŚ bodÂźca badamy ile trzeba tego bodÂźca fizycz. dodaĂŚ ÂżebyÂśmy dostrzegli subiektywnÂą rĂłÂżnicĂŞ w stosunku do tego bodÂźca-LEDWIE DOSTRZE-GALNA RĂÂŻNICA. OkazaÂło siĂŞ Âże wyobraÂżenie wzrasta o staÂłÂą wielkoÂśĂŚ w stos. do bodÂźca. To jest sÂłynne prawo WEBERA- FECHNERA, ktĂłre mĂłwi Âże to siĂŞ zmienia logarytmicznie, nasze struktury psych. nasz syst. poznawczy nie odzwierciedla w sposĂłb realistyczny. W latach 60 staÂło siĂŞ oczywiste Âże inna relacja niÂż log-rytmiczna rzÂądzi naszymi wraÂżen. subiektywn.
8.Prawo potĂŞgowe Stewensa i Ekmana. Spostrzeganie przestrzeni fizyczn. a przestrzeni psychologicznej (subiektywnej).

ZwiÂązane jest to z 2 postaciami STEVENS-EM i EKMANEM. ZaczĂŞli oni wymagaĂŚ bardzo dokÂładnie nowych metod skalowania, czyli nowych metod statystycz. wraÂżenia relacji na-szych doznaĂą subiekt. do fizyczn. OtĂłÂż jednÂą z metod jest SZCOWANIE WIELKOÂŚĂI np. badamy waÂżnoÂśĂŚ rĂłÂżnych miast na Âświecie. PrzypuÂśĂŚmy Âże WiedeĂą ma wartoÂśĂŚ 10,prosimy by oszacowaÂł wartoÂśĂŚ innych miast przyjmujÂąc tÂą jego jednostkĂŞ psychologicznÂą. Oblicza siĂŞ SREDNIÂĄ GEOMETR WARTOÂŚCI poszczeg. Miast. Jaka jest relacja przestrzeni fizycznej, przest. subiekt? EKMAN uzyskaÂł fizyczne odlegÂłoÂści rĂłÂżnych miast w ktĂłrych odlegÂł. od Sztokholmu wynosiÂła 3-5tys.km.MĂłwiÂł badanym by nie podawali km tylko prosiÂł by wyobraÂżali sobie odlegÂłoÂśĂŚ. InteresowaÂło go jaka byÂła relacja naszych doznaĂą, wraÂżeĂą, naszych wart-oÂści subiektywnych do tych bodÂźcĂłw. Naniesione pkt. to miasta ktĂłre majÂą swojÂą odlegÂłoÂśĂŚ rzeczywistÂą oraz psychologicznÂą. Do pewnego momentu te zwiÂązki sÂą w miarĂŞ LINIOWE ale potem w miarĂŞ zwiĂŞkszania odlegÂłoÂści fizycz. naszymi doznaniami dzieje siĂŞ coÂś interesujÂącego. OdlegÂłoÂści stajÂą siĂŞ coraz mniejsze choĂŚ fizyczna odlegÂłoÂśĂŚ roÂśnie. Im coÂś dalej tym siĂŞ nam wydaje bliÂżej. Powstaje efekt skracania siĂŞ odlegÂłoÂści fizyczn. W sensie matematycznym ta krzywa mĂłwi nam Âże jest to relacja potĂŞgowa a nie logarytmiczna. Okazuje siĂŞ Âże wiĂŞkszoÂśĂŚ procesĂłw fizjologicznych podlega prawu potĂŞgowemu.
9.PrzestrzeĂą subiektywna jako przestrzeĂą symboliczna.

Jaka jest relacja zaangaÂżowania emocjonalnego i przestrzeni subiektywnej? Ekman prosiÂł badanych by podali swoje zaangaÂż. emocjon. do rĂłÂżnych miast, rĂłwnieÂż wyskalowaÂł te miasta jednÂą z metod szacowania wielkoÂści. OtrzymaÂł relacjĂŞ potĂŞgowÂą, tylko o wykÂładniku ujemnym. JeÂśli coÂś jest blisko nas to jest bardzo duÂże zaangaÂżowanie. W miarĂŞ zwiĂŞkszania siĂŞ odlegÂłoÂści subiekt. czyli wewn. reprezentacji przestrzeni fizyczn. to zaangaÂżow. maleje. ZaangaÂżow. emocjon. jest funkcjÂą odlegÂł. subiektyw. Ekman nazwaÂł to prawem odwrotnoÂści pierwiastka kwadrat. ktĂłry opisuje relacjĂŞ odlegÂłoÂści do zaangaÂżowania emocjonalnego.
10.Psychologia architektury i Âśrodowiska.

Psych. architek. dotyczyÂła badaĂą jak projektowaĂŚ przestrzeĂą fizyczn. by projektowanie przy-niosÂło zamierzony cel. StaroÂżytni potrafili projektowaĂŚ tak by wywoÂłaĂŚ okreÂślone wraÂżenia. Kiedy budow. ÂświÂątynie nie wiedziano jak usta-wiĂŚ kolumny Âżeby z oddali nie sprawiaÂły wraÂżenia Âże ÂświÂątynia siĂŞ zawali. Zatem kolumny nie mogÂą byĂŚ rĂłwnolegÂłe. Iktionos powiedziaÂł Âże kolumny muszÂą byĂŚ pochylone ÂżebyÂśmy nie byli przekonani Âże te kolumny pĂŞknÂą w Âśrodku to trzeba stworzyĂŚ tzw. ENTAZĂ- pogrubienie kolumny w Âśrodku co sprawia Âże nie wydajÂą siĂŞ wklĂŞsÂłe. Banki byÂły tak projektow. by widaĂŚ byÂło Âże jest to twierdza solidna.

Psychologowie arch. i Âśrod. Interesowali siĂŞ jak ludzie zachowujÂą siĂŞ w pewnych Âśrodowiskach. Obserwowali w Londynie, ParyÂżu, Tokyo jak ludzie zachowujÂą siĂŞ w poczekalniach metra. Obserwowano jak zachowujÂą siĂŞ w pomieszczeniach, gdzie sÂą jakieÂś FILARY wspierajÂące konstrukcyjnoÂśĂŚ. OkazaÂło siĂŞ Âże ludzie b. chĂŞtnie gdzie jest duÂżo przestrzeni gromadzÂą siĂŞ wokĂłÂł tych filarĂłw. Jest to jakby trans kulturowe

Ludzie szukajÂą pewnej prywatnoÂści, ta Âściana ich chroni, jest im przyjemnie. Kiedy patrzono jak ludzie zachow. siĂŞ w kawiarniach obserwowano to samo zjawisko. Ludzie nie wybierajÂą miejsca na Âśrodku tylko gdzieÂś z boku. Wiele danych wskazuje Âże zacieÂśnienie przestrzeni fizycznej, pogwaÂłcenie tych niepisanych kulturowo reguÂł korzystania z tej przestrz. prowadzi do zaburzeĂą psychol. i fizjologicznych.
11.Proksymika Halla.

PrzykÂład badaĂą Halla Ukryty wymiar. Hall interesowaÂł siĂŞ jak my wykorzyst. tÂą przestrzeĂą fizycznÂą w naszych relacjach spoÂł. Hall zauwaÂżyÂł kilka przestrzeni, ktĂłre nazwaÂł PRZEST-RZENIAMI OSOBISTYMI. ZauwaÂżyÂł, Âże wokĂłÂł nas jest PRZESTRZEĂ INTYMNA(15-20) cm. W obrĂŞbie tej przestrz. dziejÂą siĂŞ waÂżne sprawy dla naszej osobowoÂści. TrzeciÂą wyrĂłÂżniÂł PRZESTRZEĂ IDYWIDUALNÂĄ (120-150)cm w ktĂłrej pytamy kogoÂś, ktĂłra jest godz. Dalej Hall obserwujÂąc jak ludzie zachow. siĂŞ na spotkaniach towarzyskich zauwaÂżyÂł, Âże ludzie ci siadajÂą obok siebie w odlegÂł.120-300cm,naz-waÂł tÂą przestrz. PRZESTRZENIÂĄ TOWARZYSKÂĄ. Ta przestrzeĂą narzuca pewne spoÂłecznie ugruntowane sposoby zachow. siĂŞ. Hall wprowadziÂł jeszcze przestrz. zwanÂą PRZEST. PUBL-ICZNÂĄ (300cm-10m).Przestrzenie te wzajemnie siĂŞ przenikajÂą.
12.Mapy poznawcze.

PojĂŞcia przestrzeni mentalnej, subiektyw. zostaÂło wykorzystane w pewnych koncepcjach psych. poznawczej do sformuÂłow. pojĂŞcia MAP POZNAWCZYCH. Tego w jaki sposĂłb wykorzystujemy do celĂłw poznawczych tĂŞ przestrzeĂą. Psychologowie badajÂąc taksĂłwkarzy doszli do wniosku Âże istniejÂą pewne mapy poznaw. Tzn. poznawcze odwzorowanie terenu, ktĂłre pozwalajÂą na poruszanie pewnymi nieskoĂączenie najkrĂłtsz. w sensie fizyczn. odlegÂłoÂściami ale najbardziej dogodnymi.

http://lakomiecmateusz.w.interia.pl/psychologia/04.htm

PamiĂŞĂŚ i czasoprzestrzeĂą w poszukiwaniu caÂłoÂści.
Bohdan Kos
http://www.gnosis.art.pl/e_gnosis/anthropos_i_sophia/kos_pamiec_i_czasoprzestrzen_w_poszukiwaniu_calosci.htm

Gdzie mieszka pamiĂŞĂŚ? W czasie raczej czy w przestrzeni? Z kim siĂŞ przyjaÂźni? Nie - gdzie przebywa w naszej gÂłowie. Lecz w ktĂłrej z apriorycznych (prawie apriorycznych) kategorii? Dziecinne pytanie od kiedy wiemy, Âże pÂływamy w sklejonej wyrafinowanÂą geometriÂą czasoprzestrzeni. A jednak jesteÂśmy skÂłonni sÂądziĂŚ, Âże pamiĂŞĂŚ prowadzi gry z czasem raczej, pozostawiajÂąc przestrzeĂą dziwnie neutralnÂą, obojĂŞtnÂą. W zabarwionym eschatologicznie misterium pamiĂŞci postaciÂą gÂłĂłwnÂą, gÂłĂłwnym adwersarzem jest czas. To on odbiera nam, zgarniajÂąc w zapomnienie, prawie w nieistnienie to, co dziÂś faktyczne i konkretne, i co (wydaje siĂŞ wbrew zamiarowi czasu) ocaliĂŚ zdolna jest jedynie pamiĂŞĂŚ[1]. Bo pamiĂŞĂŚ to wiara w moÂżliwoÂśĂŚ podrĂłÂżowania po zamkniĂŞtej ksiĂŞdze Âświata. Bilet w obie strony, nie tylko w przĂłd strzaÂłki czasu. To taka gra, w ktĂłrej czas jawi nam siĂŞ jak przyjazny pejzaÂż, ktĂłrego miejsca moÂżemy odwiedzaĂŚ w nieskoĂączonoÂśĂŚ.

Czy przestrzeĂą tylko przyglÂąda siĂŞ biernie naszym dramatycznym poczynaniom, prĂłbom ocalenia? Czy teÂż jest naszym potajemnym wspĂłlnikiem?

A moÂże przyjdzie nam uwierzyĂŚ w istnienie takich punktĂłw, gdzie czas i przestrzeĂą nie przeciwstawiajÂą siĂŞ sobie, lecz wzajemnie splecione w wĂŞzÂłach swej jednakowoÂści-niejednakowoÂści rodzÂą fenomen pamiĂŞci.

Wbrew naszej dzisiejszej intuicji, renesansowe metody mnemoniczne z jakÂąÂś tajemniczÂą ufnoÂściÂą odwoÂłujÂą siĂŞ wÂłaÂśnie do przestrzeni i zdajÂą siĂŞ przyjmowaĂŚ od niej cenne dary, ktĂłrych sensu nie bardzo jesteÂśmy w stanie dziÂś pojÂąĂŚ. A Âświadectwo to znaczÂące, zwaÂżywszy Âże sztuka pamiĂŞci jest dla Renesansu osiÂą, wokĂłÂł ktĂłrej obraca siĂŞ intelektualny kosmos tej epoki[2].

Oto teoretycy zalecajÂą konstruowanie w wyobraÂźni najrozmaitszych przestrzeni: budynkĂłw, scen teatralnych, placĂłw, korytarzy, nisz, wyodrĂŞbnianie w nich miejsc i umieszczanie w nich wyobraÂżeĂą, ktĂłre chcemy zapamiĂŞtaĂŚ. Przy czym ten szczegĂłlny ukÂład wspĂłÂłrzĂŞdnych, ta mnemoniczna machina odwoÂłuje siĂŞ nie tylko do mechanizmĂłw naszej percepcji, lecz w rĂłwnej mierze do zasady odpowiednioÂści miĂŞdzy makrokosmosem i mikrokosmosem.

Z pewnym zdziwieniem konstatujemy, Âże system miejsc-odciÂśniĂŞĂŚ stanowi jakÂąÂś naturalnÂą ramĂŞ pamiĂŞci.

WÂśrĂłd miejsc o szczegĂłlnym znaczeniu pojawia siĂŞ co prawda zodiak. Ten twĂłr w oczywisty sposĂłb czasoprzestrzenny, Âślad rocznego ruchu ziemi, zegar przyporzÂądkowujÂący pory roku miejscom na niebie ma i dla nas mnemonicznÂą moc. A jednak mimo chwilowych zachwytĂłw, koncept miejsc budzi raczej zdziwienie. Wydaje siĂŞ nam, Âże za pomocÂą doÂśĂŚ topornych machiny usiÂłuje siĂŞ tkaĂŚ subtelnÂą sieĂŚ pamiĂŞci.

Dlaczego tak rozpaczliwie retoryczne wydajÂą siĂŞ nam renesansowe koncepty przestrzeni? Jakiej wraÂżliwoÂści nam brakuje, Âże nie w peÂłni czujemy smak tamtego misterium?

Wydaje siĂŞ, Âże z jakichÂś powodĂłw przestrzeĂą zbanalizowaÂła siĂŞ w nas. Jakby za szybko, za wczeÂśnie oddaÂła swoje skarby i tajemnice. Geometryczne misteria perspektywy naiwnym jak dzieci malarzom, swoje symetrie fizykom i iluzjonistom. KiedyÂś szkatuÂłka tajemnic – przestrzeĂą. DziÂś wobec nas: panna zbyt niewinna dla nas zbyt dorosÂłych.

Lecz czy dzisiejsze intuicje i ostroÂżnoÂści nie wiodÂą nas na manowce, czy w kaÂżdym razie nie porzucamy dawnych znakĂłw zbyt lekkomyÂślnie?

WzruszajÂąca jest u twĂłrcĂłw renesansowej mnemoniki pokÂładana w przestrzeni ufnoÂśĂŚ, przekonanie o jej swojskoÂści. W teatrze pamiĂŞci Giulio Camilla renesansowi intelektualiÂści czuĂŚ siĂŞ musieli jak w domu.

I moÂże nie mylili siĂŞ w swej ufnoÂści.

Rola przestrzeni jako receptaculum przeszÂłoÂści, zbioru dokumentĂłw, wielkiego archiwum powraca w caÂłej swej powadze i dostojeĂąstwie i staje siĂŞ fizykalnÂą realnoÂściÂą, gdy spoglÂądamy na WszechÂświat jako caÂłoÂśĂŚ. W skali kosmicznej gradacja przestrzeni w sposĂłb cudownie nieunikniony niesie w sobie gradacjĂŞ czasu. Dzieje siĂŞ tak za sprawÂą skoĂączonej prĂŞdkoÂści ÂświatÂła[3]. SkierowujÂąc teleskopy w odlegÂłe rejony kosmosu siĂŞgamy jednoczeÂśnie w jego przeszÂłoÂśĂŚ, bo obraz dociera do nas z opĂłÂźnieniem. Obiekty odlegÂłe to Âświadkowie odlegÂłej przeszÂłoÂści, zapisy z dzieciĂąstwa WszechÂświata.

WszechÂświat jako caÂłoÂśĂŚ jawi siĂŞ wiĂŞc jako twĂłr obdarzony absolutnÂą pamiĂŞciÂą. PrzeszÂłoÂśĂŚ istnieje w nim rozlokowana przestrzennie jak alegoryczne figury w renesansowym teatrze pamiĂŞci.

CzÂłowiek-mikrokosmos wydaje siĂŞ tu uboÂższy od swego kosmicznego analogonu; nie ma wewnÂątrz siebie naturalnego, docierajÂącego ciÂągle z gÂłĂŞbi siebie z opĂłÂźnieniem noÂśnika informacji. Nie umiemy tak podrĂłÂżowaĂŚ po swojej jaÂźni jak porusza siĂŞ ÂświatÂło po WszechÂświecie. Lecz tak jak powolne ÂświatÂło po kosmosie, tak w nas krÂąÂży nieustannie pamiĂŞĂŚ przynoszÂąc nieustannie spĂłÂźnione, bÂłogosÂławione wiadomoÂści.

W rzeczywistoÂści jĂŞzyka niewÂątpliwie wÂłaÂśnie pamiĂŞĂŚ pozwala przerzuciĂŚ intuicje przestrzenne w Âświat czasu, budujÂąc analogie: dalekie – dawne, w tym samym miejscu – jednoczesne. ByĂŚ moÂże bez tej przestrzennej frazeologii przeniesionej w niegoÂścinnÂą geografiĂŞ czasu, nasza pamiĂŞĂŚ byÂłaby jeszcze bardziej bezradna i osamotniona.

PamiĂŞĂŚ to budowanie relacji z przeszÂłoÂściÂą; wiara w jej nieprzemijajÂące trwanie, moÂże w ogĂłlnoÂści tworzenie relacji z innymi Âświatami, ktĂłrych status ontyczny jest czymÂś drastycznie obniÂżany, ktĂłre wÂłaÂśnie jak teraÂźniejszoÂśĂŚ oddalajÂą siĂŞ, sÂą nam odbierane i z ktĂłrym to oddalaniem trudno jest nam siĂŞ pogodziĂŚ.

Jest wiĂŞc tak, Âże w istocie przestrzeĂą i czas prowadzÂą nie tylko ten ÂściÂśle fizyczny dialog wyraÂżony w jĂŞzyku niezmienniczoÂści interwaÂłu czasoprzestrzennego. GdzieÂś indziej, ponad nim, czy obok, toczy siĂŞ rĂłwnolegÂły dialog, w ktĂłry jesteÂśmy wplÂątani, ktĂłrego moÂże jesteÂśmy podmiotem i ktĂłry ma zwiÂązek z pamiĂŞciÂą. Subtelna przemiennoÂśĂŚ czasu i przestrzeni, przelewanie siĂŞ jednego w drugie odwoÂłuje siĂŞ do nas ludzi, szczegĂłlnego miejsca gdzie pamiĂŞĂŚ, dodana do Âświata tajemnicza struktura, integruje rozpraszajÂące siĂŞ ciÂągle teraÂźniejszoÂści w upragnionÂą caÂłoÂśĂŚ.

Bo caÂłoÂśĂŚ, wÂłaÂśnie ona, jest ostatecznym celem pamiĂŞci.

I tak jak wszechÂświat w ktĂłrymÂś momencie swojej historii musiaÂł staĂŚ siĂŞ przezroczysty, stworzyĂŚ moÂżliwoÂśĂŚ wglÂądu w samego siebie, zbudowaĂŚ zalÂąÂżek wÂłasnego poczucia caÂłoÂści, tak mikroÂświat musiaÂł dodaĂŚ do swojej historii pamiĂŞĂŚ[4]. DziĂŞki jej caÂłkujÂącej roli pamiĂŞci sÂłowo wszystko nabiera sensu, konstytuuje odpowiadajÂące mu przestrzenie i umoÂżliwia nasze bardziej lub mniej mÂądre podrĂłÂże po CAÂŁYM.

[1] Jak wiadomo Âżyjemy w Âświecie ktĂłry daje siĂŞ parametryzowaĂŚ czterema wspĂłÂłrzĂŞdnymi; trzema przestrzennymi i jedna czasowÂą. Gdzie i kiedy (cztery liczby) okreÂśla jednoznacznie punkt zdarzenia. Problem pamiĂŞci zwiÂązany jest niewÂątpliwie z nieredukowalnÂą innoÂściÂą czasu wobec czterech pozostaÂłych wspĂłÂłrzĂŞdnych. Nad przestrzeniÂą panujemy, wybieramy miejsce gdzie jesteÂśmy i chcemy byĂŚ. Czas zaÂś porywa nas, unosi ze sobÂą. PamiĂŞĂŚ w pewnym sensie Âłagodzi bezwzglĂŞdnÂą naturĂŞ czasu. DziĂŞki niej moÂżemy cofaĂŚ siĂŞ wzglĂŞdem jakiegoÂś Âłagodniejszego niÂż on sam analogonu czasu wracajÂąc do przeszÂłoÂści.

[2] Frances A. Yates. Sztuka pamiĂŞci. Warszawa 1977.

[3] SzokujÂąca w ziemskiej skali dysproporcja miĂŞdzy sekundÂą a jej przestrzennym odpowiednikiem wynoszÂącym 300 000 km, w skali kosmicznej znika. Tu prĂŞdkoÂśĂŚ ÂświatÂła wydaje siĂŞ maÂła, harmonijna wzglĂŞdem odlegÂłoÂści, ktĂłre przebywa. To wÂłaÂśnie powolnoÂśĂŚ ÂświatÂła wobec rozmiarĂłw WszechÂświata, (ÂświatÂło wlecze siĂŞ po kosmosie), predestynuje jÂą do roli wielkoskalowej pamiĂŞci.

[4] Promieniowanie reliktowe, zawsze obecne elektromagnetyczne tÂło wygwieÂżdÂżonego nieba jest otwartym dokumentem tego doniosÂłego momentu w historii WszechÂświata.

Kosmologia jest najstarszÂą dziedzinÂą ludzkich zainteresowaĂą. MoÂżna wrĂŞcz powiedzieĂŚ, Âże zaczĂŞÂła siĂŞ wraz z ludzkoÂściÂą. Wszystkie przekonania religijne byÂły kosmologiami, jak w nich zawieraÂł siĂŞ poglÂąd na przyczynĂŞ i pochodzenie wszystkiego. KosmologiĂŞ uprawia kaÂżdy, kto zamyÂśla siĂŞ nad zwiÂązkiem czĂŞÂści z caÂłoÂściÂą w sensie kosmicznym.

Mimo prĂłb wchÂłoniĂŞcia kosmologii przez fizykĂŞ i astronomiĂŞ, dziedzina ta siĂŞ ostaÂła, jak nie sposĂłb zgodziĂŚ siĂŞ na rezygnacjĂŞ z pytania, jaki musi byĂŚ wszechÂświat, aby mogÂło byĂŚ tak jak jest. W XX wieku uczeni zaczĂŞli rozwaÂżaĂŚ o jakoÂści WszechÂświata niezbĂŞdnej dla powstania czÂłowieka. W XXI wieku zaÂś prawdziwie kosmologicznym zagadnieniem staje siĂŞ pytanie jeszcze radykalniejsze: Co powinien wiedzieĂŚ czÂłowiek, aby nie wypadÂł z kosmologicznej zasady WszechÂświata?(!) Kosmologia jest wiĂŞc nie tylko wiedzÂą naukowÂą: jest takÂże religijnÂą funkcjÂą nauki, poniewaÂż z zasady powstania wynika zasada dziaÂłania jako odwzorowanie sposobu istnienia (powstania) wszystkiego, sposobu zachowaĂą poszczegĂłlnych skÂładnikĂłw. To kosmologiczne wyczuwanie WszechÂświata przekÂłada siĂŞ na etykĂŞ: czyli stosownoÂśĂŚ zachowaĂą wzglĂŞdem otoczenia. Nauka, jeÂżeli ma byĂŚ poÂżytecznÂą dla czÂłowieka, musi okreÂślaĂŚ stosownoÂśĂŚ uÂżywania wiedzy. Dziedzina, ktĂłra eksperyment ludobĂłjczych moÂżliwoÂści zjawiska fizycznego przetestowaÂła na "materiale ludzkim", musi zostaĂŚ gÂłĂŞboko zrewidowana, aby nie dokonaÂła eksperymentu na obiekcie bĂŞdÂącym ÂżywÂą planetÂą.

O ile mechanika kwantowa z fizyki klasycznej przejĂŞÂła zagadnienie istoty obiektu fizycznego i nadal pyta, co to znaczy byĂŚ obiektem fizycznym, o tyle teoria wzglĂŞdnoÂści nie traktuje o skÂładnikach fizycznej struktury przyrody. MaÂło tego: teoria wzglĂŞdnoÂści nawet nie traktuje o ruchu i przestrzeni, a co nie mieÂści siĂŞ w ÂświadomoÂści nie tylko oszoÂłomionej mitem Einsteina populacji uprzeciĂŞtnionych, ale i tym, ktĂłrzy majÂą siĂŞ za znawcĂłw zagadnieĂą czasoprzestrzeni. Teoria wzglĂŞdnoÂści w sensie merytorycznym jest po prostu teoriÂą informacji.
Zagadnienie informacji jest w ogĂłle gÂłĂłwnym dylematem fizyki od momentu odkrycia radioaktywnoÂści.[2] Jest prawdÂą takÂże i to, Âże kwantyÂści juÂż nie poszukujÂą owej jedynej funkcjonalnie czÂąstki elementarnej, lecz grupy obiektĂłw elementarnych zdolnych wytworzyĂŚ elementarnÂą konfiguracjĂŞ korpuskularno-polowÂą, w obrĂŞbie ktĂłrej wyksztaÂłca siĂŞ komplet zrĂłÂżnicowaĂą wÂłasnoÂści wszystkich przyrody. Szuka siĂŞ wiĂŞc sposobu na zrozumienie rĂłÂżnych wartoÂści mas i oddziaÂływaĂą, aby uzasadniĂŚ czym jest zawartoÂśĂŚ przyrody i czym jest proces w przyrodzie.

Mimo wielu koncepcji modelowych sposobĂłw rozwiÂązania powyÂższego zagadnienia, za najbardziej podstawowÂą uznaje siĂŞ koncepcjĂŞ zakÂładajÂącÂą dwie grupy czÂąstek elementarnych: 1. grupĂŞ czÂąstek o zdecydowanych, wysoce trwaÂłych przejawach masy i Âładunku i 2. grupĂŞ czÂąstek powodujÂących zmiany wÂłasnoÂści tych pierwszych. O ile grupa pierwsza "obsÂługuje" wÂłasnoÂści obiektĂłw makrokosmicznych, a wiĂŞc pierwiastkĂłw i substancji zÂłoÂżonych, o tyle grupa druga odpowiada swoiÂście za procesy, ktĂłre prowadzÂą do wyksztaÂłcenia siĂŞ tych pierwszych, jak i za procesy na pograniczu masy i energii. W mechanice kwantowej najbardziej nienaukowym momentem jest to, Âże pewnej czĂŞÂści czÂąstek elementarnych przypisano znaczenie tylko liczbowe bez jakiegokolwiek ich fizycznego potwierdzenia. SÂą to tak zwane "czÂąstki wirtualne", ktĂłre mogÂą powodowaĂŚ przemiany czÂąstek w inne w tym momencie, kiedy wÂłasnoÂści czÂąstki danej nie uzasadniajÂą pewnych wÂłasnoÂści, jakie ta czÂąstka nie posiada, a jakie mieĂŚ powinna. WirtualnoÂśĂŚ polega tu na tym, iÂż potrzebnÂą cechĂŞ jak np. iloÂśĂŚ i dziaÂłanie, ktĂłre stajÂą siĂŞ niezbĂŞdne, po prostu postuluje siĂŞ pod postaciÂą propozycji nowej czÂąstki elementarnej. W sytuacji, w ktĂłrej zauwaÂża siĂŞ, Âże dana czÂąstka powinna mieĂŚ jeszcze innÂą wÂłasnoÂśĂŚ niÂż znany zbiĂłr jej zachowaĂą, tĂŞ innÂą siĂŞ okreÂśla i nazywa czÂąstkÂą elementarnÂą, zaÂś w istocie rzeczy jest to taka lub inna cecha (czÂąstka, czÂłon) rĂłwnania matematycznego, niezbĂŞdna do zÂłamania symetrii lub zmiany znaku itp. i coÂś takiego nazywa siĂŞ "czÂąstkÂą wirtualnÂą", ktĂłrej nadaje siĂŞ nazwĂŞ i teoretyczny byt fizyczny. Klasycznym przykÂładem takiej czÂąstki sÂą tak zwane czÂąstki Higgsa.
Z uwagi na zapotrzebowanie jasnoÂści obiektu elementarnego, mechanika kwantowa ma ogromne skÂłonnoÂści do tych elementĂłw wyobraÂżeniowych, ktĂłre swoiÂście znajdujÂą siĂŞ w obrĂŞbie teorii wzglĂŞdnoÂści: ruch, czas, przestrzeĂą (tÂło), grawitacja i WszechÂświat, ale i ÂświatÂło, sygnaÂł, informacja i obserwator. Rzecz w tym, iÂż obraz teorii wzglĂŞdnoÂści nie dostarcza mechanice kwantowej ani kosmologii kwantowej, ani kosmologii ogĂłlnej-wspĂłlnej.
W mechanice kwantowej prace dotyczyÂły nie tylko zagadnienia realizmu obserwacyjnego, ale takÂże realizmu procesu fizycznego, a wiĂŞc i stotowoÂści obiektu. Trzeba umieĂŚ byĂŚ Âświadomym tego, Âże Bohr i Heisenberg nie zrezygnowali z przekonania o istnieniu czÂąstek elementarnych, decydujÂąc siĂŞ zakwestionowaĂŚ moÂżliwoÂśĂŚ ich punktowej obserwacji. ZgoÂła odwrotnie: powoÂłanie teorii nieoznaczonoÂści sÂłuÂżyÂło programowo "ochronie jest" czÂąstek elementarnych i tÂłumaczeniu niemoÂżnoÂści Âśledzenia ich indywidualnych losĂłw.

(kwestia horyzontu zdarzeĂą, z naszej perspektywy obserwatora[ za duÂża szybkoÂśĂŚ nastĂŞpujÂących po sobie zdarzeĂą] A-M)

Zatem kopenhaĂączycy nigdy nie zrezygnowali z dociekaĂą tego, jak, czyli w jaki sposĂłb obiekty fizyczne sÂą masÂą, a w jaki substancjÂą. StÂąd w ramach mechaniki kwantowej nigdy nie lekcewaÂżono substancjalnego zwiÂązku miĂŞdzy energiÂą a masÂą, gdyÂż domaga siĂŞ tego rozumienie grawitacji.(!) PodatnoÂśĂŚ masy i energii na uleganie przyciÂąganiu grawitacyjnemu, to juÂż problem zwiÂązku energii z przestrzeniÂą. Masa i energia jako w rĂłwnym stopniu nieprzezroczyste dla siÂły grawitacyjnej, sÂą wiĂŞc w rozdzielnym zwiÂązku z przestrzeniÂą tÂą, ktĂłrÂą siÂły grawitacji pokonujÂą, aby oddziaÂływaĂŚ na odlegÂłoÂśĂŚ. ProÂściej mĂłwiÂąc, oÂśrodek dozwalajÂący na propagacjĂŞ grawitacji nie moÂże byĂŚ ani masÂą, ani energiÂą, gdyÂż nie byÂłaby moÂżliwa sama grawitacja.(!)
GÂłĂŞboko badajÂąc teoriĂŞ wzglĂŞdnoÂści na tle mechaniki kwantowej, ale takÂże mechanikĂŞ kwantowÂą na tle teorii wzglĂŞdnoÂści (z uwzglĂŞdnieniem takÂże ogromu zagadnieĂą filozoficzno-teoriopoznawczych i stanowisk uczonych nie uczestniczÂących w nurtach tych dwu teorii), dochodzi siĂŞ do odkrycia, Âże obie szkoÂły sposobu podejÂścia do fizyki przyrody nie umiaÂły sobie uÂświadomiĂŚ, iÂż obiekt i obserwacjĂŞ w przyrodzie ÂłÂączy informacja. Einstein nie miaÂł ÂświadomoÂści wystarczajÂącej do spostrzeÂżenia, Âże obserwacja wymaga udziaÂłu substancji obiektĂłw w substancji oÂśrodka, czyli tego, Âże obiekty i oÂśrodek wymagajÂą tego, aby byÂły zwiÂązane wspĂłlnÂą substancjÂą.(!) W teorii wzglĂŞdnoÂści tak naprawdĂŞ nie chodziÂło o naturĂŞ przestrzeni, lecz o przesyÂł informacji, a co dopiero wÂłaÂściwie podjĂŞte zostaÂło w ramach inicjatywy A. Rosenbluetha. KoÂślawoÂśĂŚ w samym spiĂŞciu masy i energii (E = mc2) tkwi bowiem w tym, iÂż dla zaistnienia informacji niezbĂŞdnÂą jest nierĂłwnoÂśĂŚ (≠) czyli ukÂład dynamiczny, ktĂłry musi byĂŚ w swoistym napiĂŞciu, by mĂłgÂł generowaĂŚ informacjĂŞ.

(http://img210.imageshack.us/img210/958/zlotyodcinekqn7.jpg)
A-M

Teorii wzglĂŞdnoÂści i mechanice kwantowej zabrakÂło wiĂŞc zapytania o to, jaki musi byĂŚ sposĂłb istnienia substancji, aby mogÂła generowaĂŚ informacje. Rzecz w tym, iÂż to i takie pytanie ma sens w zapytaniu o substancjalnoÂśĂŚ WszechÂświata, a wÂłaÂściwie rozwiÂązanie wymusza zauwaÂżyĂŚ, iÂż z wyÂłanianiem siĂŞ informacji zwiÂązane jest takÂże wyÂłanianie siĂŞ struktury fizycznej i logicznej przyrody rozumianej jako WszechÂświat obiektĂłw, pĂłl i oÂśrodka: ciaÂł, galaktyk i przestworzy. Informatycy i cybernetycy budujÂąc pierwsze generatory informatyczne, kiedy uchwycili sens bitu, mogli w zwykÂłym ogniwie elektrycznym, zdolnym do emisji bitu odkryĂŚ najgÂłĂŞbszy sens WszechÂświata. Nie staÂło siĂŞ tak jednak, poniewaÂż na przeszkodzie stanĂŞÂły wÂłaÂśnie mechanika kwantowa i teoria wzglĂŞdnoÂści funkcjonujÂące jako fakty nie podlegajÂące kwestionowaniu: prace nad maszynÂą inteligentnÂą byÂły juÂż pod presjÂą paradygmatu, ktĂłry nie dozwalaÂł poprawiaĂŚ fizyki i matematyki, a tylko wprowadzaĂŚ je do sztucznych pamiĂŞci planowanych komputerĂłw.

Wnioski matematyczne:

1. WszechÂświatowi nie przynaleÂży "1", mogÂące byĂŚ skÂładowÂą zbioru. WszechÂświat jest caÂłoÂściÂą nie mogÂącÂą byĂŚ nigdy czĂŞÂściÂą.
2. ZdejmujÂąc stronĂŞ iloÂściowÂą z sygnaÂłu naleÂży zauwaÂżyĂŚ, Âże sygnaÂł nie ma zdolnoÂści do samodzielnoÂści iloÂściowej. StÂąd sygnaÂł nie ma stanu "1", ze wzglĂŞdu na siebie. SygnaÂł jest pojedynczo niestwierdzalny.
3. Znaczenia jako "1" nie posiada takÂże brak sygnaÂłu.
4. Zatem sam sygnaÂł i sam brak sygnaÂłu nie majÂą dÂługoÂści w czasie ze wzglĂŞdu na siebie. 1x5, 5x1 w obrĂŞbie sygnaÂłu i braku sygnaÂłu sÂą niedorzecznoÂściami.
5. Niedorzecznym jest wiĂŞc kaÂżdy ukÂład liczbowy szeregujÂący, zakÂładany jako abstrakcyjny, poniewaÂż brak jasnoÂści interwaÂłu miĂŞdzy np. 1-2-3-4 w sprzĂŞÂżeniu zwrotnym oznacza niejasnoÂśĂŚ samej liczby, czyli iloÂści i braku iloÂści.
6. WszechÂświat jest "obiektem" niematematycznym, poniewaÂż nie przynaleÂży do Âżadnej mnogoÂści ani sumy. GenerujÂąc rytm swych przejawĂłw, generuje matematycznoÂśĂŚ jako rytm odmiennoÂści.

http://www.sheller.pl/pl/wyklady_szczegolowe/wyklad-szczegolowy2.html

Miejsce jest rĂłÂżnie postrzegane przez rĂłÂżnych ludzi ÂżyjÂących rĂłwnoczeÂśnie: rolnika, mieszkaĂąca miasta, podrĂłÂżnika, archeologa, zÂłodzieja, geologa, Cygana, poety, malarza itp. Tego, jak miejsce jest postrzegane przez rĂłÂżnych ludzi w rĂłÂżnych miejscach i rĂłÂżnych czasach, moÂżemy siĂŞ jedynie domyÂślaĂŚ. Czas - w sensie linearnym przeszÂłoÂśĂŚ/teraÂźniejszoÂśĂŚ/przyszÂłoÂśĂŚ/ - jest fikcjÂą. Czas jest zwiÂązany ze zmysÂłem jaÂźni, a w zwiÂązku z tym takÂże z ego. Miejsce mocno zwiÂązane jest z wÂłasnoÂściÂą, dziedzictwem i pieniĂŞdzmi z jednej strony oraz z kolektywem lub pokrewieĂąstwem z drugiej strony.

Nasze wspĂłÂłczesne poczucie czasu i miejsca jest takÂże zwiÂązane z nacjonalizmem - czy teÂż narodowym socjalizmem "Ziemi i krwi", uskrzydlonym romantyzmem arturiaĂąskim, "celtyckÂą AngliÂą" lub miÂłym, ludowym Narodowo opiekuĂączym pojĂŞciem "dziedzictwa" (lub, we Francji, caÂłego etosu zawartego w sÂłowach Patrimoine'a). To znaczy "Narodowa" Opieka, nie ludzka. TytuÂł ten wiele mĂłwi o ogĂłlnie przyjĂŞtym pojĂŞciu jednolitoÂści Zjednoczonego KrĂłlestwa Wielkiej Brytanii i Irlandii PĂłÂłnocnej. Czas i miejsce sÂą niechybnie polityczne. SkÂłaniamy siĂŞ do przekopywania naszej wizji do fantastycznej przeszÂłoÂści, pomagajÂąc jednoczeÂśnie ograbiĂŚ naszÂą planetĂŞ w teraÂźniejszoÂści, przyszÂłoÂści wiĂŞc nie bĂŞdzie. PowinniÂśmy przytulaĂŚ siĂŞ do drzew, ograniczyĂŚ nasze wÂłasne marnotrawstwo i zmieniĂŚ naszÂą paleolitycznÂą ÂświadomoÂśĂŚ, zamiast traktowaĂŚ krajobraz jako "dziedzictwo" i nostalgicznÂą przechadzkĂŞ. Jak wielu z nas posiada w ogrĂłdku zagajnik, aby szanowaĂŚ w nim naturĂŞ?

Jak rzymscy niewolnicy myÂśleli o okolicy Toskanii? Jak Etruskowie lub Syryjczycy postrzegali rzymskie imperium, a jak na pustyniĂŞ patrzeli wczeÂśni ChrzeÂścijanie? Jak rĂłÂżni Anglicy, Irlandczycy, Rosjanie i Senegalczycy myÂślÂą o morzu? Co Anglosasi myÂśleli o Stonehenge? Te pozornie proste pytania mogÂą tylko czĂŞÂściowo doczekaĂŚ siĂŞ odpowiedzi po latach lub nawet pokoleniach badaĂą. Te pytania o czas i miejsce, jakie zadajemy teraz, sÂą przekorne.

GÂłĂłwnym problemem jest to, Âże pytania te zawierajÂą w sobie historyczny mit: wyobraÂżenie przeszÂłoÂści dokonane przez ludzi ÂżyjÂących w teraÂźniejszoÂści. Wiktorianie snuli wielkie plany i pojĂŞcia jednolitoÂści. W nastĂŞpstwie upadku chrzeÂścijaĂąskiego totalitarianizmu, ktĂłry nastÂąpiÂł w okresie renesansu, reformacji i oÂświecenia, chcieli znaleÂźĂŚ alternatywne wielkie wytÂłumaczenie wszystkiego, dostaliÂśmy wiĂŞc Gibbona, Carlyle'a, Frazera, Darwina, Freuda i tysiÂące innych. Zamiast czasu bĂŞdziemy wspĂłÂłdziaÂłaĂŚ z WolÂą BoÂżÂą od Upadku aÂż do powstania Nowej Jerozolimy, oni to postrzegali jako roboczy proces poczÂąwszy od "prymitywu" do mistrzostwa i pomyÂślnoÂści.

Wordsworth i kilku innych twĂłrcĂłw okresu romantyzmu przyjĂŞli nieco inny poglÂąd: czÂłowiek upadÂł ze stanu Pierwotnej ChwaÂły, do ktĂłrej to chwaÂły moÂżemy powrĂłciĂŚ jedynie przez prostotĂŞ, integralnoÂśĂŚ i uczciwoÂśĂŚ. Marx podÂąÂżyÂł za romantycznym poglÂądem na historiĂŞ, podczas gdy Schopenhauer, Hegel, Nietzsche i ich nastĂŞpcy obrali poglÂąd progresywny. SÂą to dwie strony jednej post Âśredniowiecznej monety i mamy tu do czynienia z rĂłÂżnymi stopniami i mieszaninami ich podobnych poglÂądĂłw.

RzeczywistoÂśĂŚ to kwestia umowna

Nasze pojĂŞcie rzeczywistoÂści jest sztuczne i zaleÂżne od kultury. WyobraÂżamy sobie "prawdziwy" Âświat bĂŞdÂący odbiciem naszego ego, ktĂłre z kolei jest formowane przez spoÂłeczny Âświat kontrolujÂący zarĂłwno gospodarkĂŞ jak i Âżycie rodzinne. "Prawdziwym" Âświatem dla nas, ludzi XXI wieku, jest Âświat pracy i "czasu wolnego", pieniĂŞdzy i postĂŞpu, sukcesu (przez ktĂłry rozumiemy sÂławĂŞ) i caÂłego stosu stosunkowo nowego bagaÂżu kulturowego. Jest to sprawa "edukacji": procesu prowadzenia nas bez udziaÂłu pewnego rodzaju wewnĂŞtrznej ÂświadomoÂści - to dlatego tak wielu mÂłodzieĂącĂłw chce "wyjÂśĂŚ poza wÂłasne gÂłowy": majÂą wraÂżenie, Âże ich gÂłowy nie naleÂżÂą do nich. RzeczywistoÂśĂŚ jest tylko kwestiÂą umownÂą, tak samo jak dobre maniery czy noszenie konkretnego rodzaju ubrania. ZakÂładamy, Âże istnieje wyraÂźny i ostateczny "prawdziwy Âświat", ktĂłremu musimy siĂŞ tylko przyjrzeĂŚ. Jest to bÂłĂŞdne naukowe pojĂŞcie, ktĂłre powstaÂło w czasach renesansu. WedÂług tego pojĂŞcia wiedza jest tylko kategoryzowaniem i pojmowaniem okreÂślonego prawdziwego Âświata, ktĂłry powiÂązany jest z prawami fizyki i dynamiki psychosocjalnej.

Dopiero ostatnio zaczĂŞliÂśmy zdawaĂŚ sobie sprawĂŞ z tego, Âże nie moÂże byĂŚ tak, Âże czas jest cykliczny i Âże wiedza jest aktualnie akceptowanÂą przez nasze gÂłowy fikcjÂą. To nie tylko mĂłzg, ktĂłry widzi, ale caÂła obecna w mĂłzgu struktura odpowiedzialna za uczenie siĂŞ. Ta uczÂąca struktura jest okreÂślona przez kulturĂŞ. Widzimy to, co mamy zaprogramowane do zobaczenia. I nasz niepoetycki, stanowczy poglÂąd na Âświat jest dziÂś caÂłkiem inny, niÂż poglÂądy naszych przodkĂłw. Na poczÂątek zastanĂłwmy siĂŞ nad pojĂŞciami zwiÂązanymi z globalnÂą politykÂą i stanami jednostkowymi, nad pojĂŞciem faktu przeciwko fikcji, prawdy przeciw kÂłamstwu, przeszÂłoÂści ktĂłra rĂłÂżni siĂŞ od teraÂźniejszoÂści, ktĂłra z kolei rĂłÂżni siĂŞ od przyszÂłoÂści. Jak w takim razie moÂżemy wrĂłciĂŚ do poglÂądu mĂłwiÂącego o cyklicznym, pÂłynnym Âświecie? Jak moÂżemy myÂśleĂŚ o spoÂłeczeĂąstwach, w ktĂłrych kaÂżdy strumieĂą byÂł ÂświĂŞty i miaÂł swojego opiekuna, swojego anioÂła? Dla nas strumienie sÂą najlepszymi miejscami do poÂłowu ryb, przerzucenia mostu, stworzenia przepustu odwadniajÂącego, stworzenia fosy lub gromadzenia opadĂłw. Jak ludzie mogÂą poznaĂŚ krajobraz lub naturĂŞ, myÂślÂąc Âże deszcz jest "zÂłÂą pogodÂą"? W przeszÂłoÂści archeolodzy zapowiadali dla nas coÂś, co nie byÂło niczym wiĂŞcej jak tylko kulturowym snem: brak esencji, brak empatii. Stosujemy naszÂą wizjĂŞ kulturowÂą w stosunku do paleolitycznego spoÂłeczeĂąstwa Âłowieckiego i otrzymujemy coÂś mniej "prawdziwego" niÂż Grota PlatoĂąska.

PrzeÂżywamy dziesiĂŞĂŚ do piĂŞtnastu lat nauki, w tym czasie caÂła nasza naturalna mÂądroÂśĂŚ, poezja i entuzjazm (dosÂłownie: "oddech boÂży") zostajÂą z nas usuniĂŞte i przez to stajemy siĂŞ emocjonalnymi kalekami niezdolnymi do tego, by uÂściÂśliĂŚ, oszacowaĂŚ lub poznaĂŚ najlepszy czas na zasadzenie porĂłw. Jak moÂżemy zaczÂąĂŚ odczuwaĂŚ krajobraz w sposĂłb, w jaki robiÂą to myÂśliwi i rozmawiaĂŚ z lasami, jak robili to Celtowie, Rumuni, Galaci lub Ulsterzy? Nie nadajemy drzewom specjalnych nazw, mylimy pojĂŞcie ofiary z masochizmem, a jako "magiczne" rozpoznajemy tylko miejsca zawierajÂące jakieÂś megalityczne pozostaÂłoÂści. A przecieÂż istniejÂą jeszcze inne "magiczne" miejsca - nawet wÂśrĂłd brzydoty miast. Nie mamy poczucia ÂświĂŞtoÂści: nasze domy nie sÂą ÂświÂątyniami. Sami cierpimy i zadajemy Âświatu cierpienia, wprowadzajÂąc chaos, rozÂłÂąkĂŞ i bezÂład w jego samoÂświadomoÂści, ktĂłra prĂłbuje zamazaĂŚ wszystko z wyjÂątkiem samej siebie. Gdy krĂłlowie po rytuaÂłach byli zabijani, wedle poetyckiej reguÂły dzieci obserwowaÂły wszystko ze zboczy gĂłrskich. Teraz dzieci sÂą ofiarami jeszcze gorszego fatum: nuklearnej rodziny, telewizji i systemu edukacji.

Gdy podrĂłÂżujemy, z rzadka udajemy siĂŞ na pielgrzymkĂŞ celem doznania duchowego lub nabycia mÂądroÂści, czĂŞÂściej zaÂś udajemy siĂŞ do miast lub kurortĂłw dla czysto hedonistycznych (lub biznesowych) powodĂłw. Wyznajemy kulturĂŞ arogancji i szybkiego wynagrodzenia. Orgia ÂświĂŞtoÂści zostaÂła zlikwidowana i zastÂąpiona przez przymusowe, nieoczyszczajÂące, nieodzowne zakupy i widowiska sportowe. Poezja zostaÂła zastÂąpiona katalogiem - katalogiem zawierajÂącym fakty lub dobra konsumpcyjne. ObrzÂądki przejÂścia i rytualne prĂłby zostaÂły zastÂąpione szkolnymi egzaminami. Szacunek dla Âświata naturalnego przywÂłaszczyÂły sobie religia do spĂłÂłki ze sztukÂą. Teraz traktujemy samych siebie bardziej jako producentĂłw i konsumentĂłw, niÂż integralnÂą czĂŞÂśĂŚ przyrody i jesteÂśmy wyobcowani wobec tego, co staÂło siĂŞ naszÂą przeszÂłoÂściÂą, naszÂą zbiorowÂą podÂświadomoÂściÂą.

JĂŞzyk zastÂąpiÂł "NaturĂŞ" macierzÂą

Nasza kultura oddzieliÂła zwierzĂŞ od czÂłowieka i skazaÂła wiĂŞkszoÂśĂŚ wyÂższych form Âżycia zamieszkujÂących tÂą planetĂŞ na eksterminacjĂŞ lub niedolĂŞ. OddzieliÂło to pÂłciowoÂśĂŚ od duchowoÂści i przez oddzielenie "ÂświĂŞtoÂści" od "ÂświeckoÂści" sprofanowaliÂśmy pÂłciowoÂśĂŚ i tym samym wywierciliÂśmy duchowÂą dziurĂŞ: powstaÂła forma bez ciaÂła. To antynomijne podzielenie kategorii spowodowaÂło, Âże jesteÂśmy w stanie wojny z planetÂą i naszymi wÂłasnymi naturami; te podziaÂły sÂą zaledwie lingwistyczne, wbite w drogĂŞ naszego myÂślenia, dlatego Âże myÂślimy, uÂżywajÂąc jĂŞzyka. Rozumiemy w naszym jĂŞzyku w taki sposĂłb, ktĂłry nie pasuje do naturalnego Âświata. JĂŞzyk w wiĂŞkszoÂści zastÂąpiÂł "naturĂŞ" pojĂŞciem macierzy. To wÂłÂąÂśnie przez jĂŞzyk "wymknĂŞliÂśmy siĂŞ spod kontroli": wymyÂśliliÂśmy pojĂŞcia lub rozrĂłÂżnienia. JĂŞzyk sÂłuÂży tylko do opisywania rzeczywistoÂści, ale tak naprawdĂŞ nie jest on przezroczysty i opisuje tylko nasz, oparty na jĂŞzyku, poglÂąd na Âświat.

Zamiast ÂświĂŞtoÂści mamy kult malowniczoÂści. Krajobraz nie ma dla nas Âżadnego wiĂŞkszego znaczenia: w wiĂŞkszoÂści jest to dla nas polityczne symbol takiego czy innego rodzaju. UÂśmiechamy siĂŞ, sÂłyszÂąc o WzgĂłrzach Anu (bliÂźniacze wzgĂłrza znajdujÂące siĂŞ w brytyjskim hrabstwie Cork) i moÂżemy zapomnieĂŚ o takich obiektach jak Hag Goddess (Boskie Bagna). Krajobraz istnieje tylko po to, byÂśmy go uÂżywali (choĂŚby w "czasie wolnym"), zamiast go przeÂżywaĂŚ lub doÂświadczaĂŚ. Niewielu ludzi obecnie "przeÂżywa krajobrazy", obojĂŞtnie czy w pĂłÂłnocno-wschodniej Portugalii, brytyjskim Herefordshire, poÂłudniowej Albanii czy Âśrodkowej Francji. Inni moÂże i widzÂą te krajobrazy, ale nie pozwalajÂą im przeniknÂąĂŚ do swoich wnĂŞtrz. StaliÂśmy siĂŞ zaledwie duchami zamkniĂŞtymi wewnÂątrz mĂłzgowych telewizorĂłw.

Ludzka ÂświadomoÂśĂŚ jest zagmatwanÂą mieszaninÂą stanĂłw, amalgamatem pomieszanych lub sprzecznych stopni ÂświadomoÂści. Pigmeje, australijscy Aborygeni, myÂśliwi Niugini, kolumbijscy Kogi, syberyjscy pasterze reniferĂłw majÂą ÂświadomoÂśĂŚ i poglÂądy na Âświat zupeÂłnie odmienne od naszych. WiĂŞkszoÂśĂŚ z nich robi coÂś, co moÂżna nazwaĂŚ "rozwijaniem ÂświadomoÂści". My na "Zachodzie", w kulturze zdefiniowanej przez dziaÂłanie lewej pĂłÂłkuli mĂłzgu (ktĂłrej dziaÂłanie jest z kolei definiowane nie przez jĂŞzyk, ale przez literaturĂŞ), mamy "narzuconÂą ÂświadomoÂśĂŚ": zamiast otworzyĂŚ siĂŞ na obecne na Âświecie ÂświadomoÂści, zdefiniowaliÂśmy sobie jednÂą "naprawdĂŞ ÂświatowÂą" ÂświadomoÂśĂŚ i najzwyczajniej narzuciliÂśmy jÂą caÂłej planecie. Mamy wyjÂątkowo totalitarnÂą wizjĂŞ i kulturĂŞ.

Pozwolisz, Âże jako przykÂład podam "piĂŞkno". W naszej kulturze jest to po prostu ozdoba szarej egzystencji i brzydkiego Âświata. JednakÂże, w przeciwieĂąstwie do poczucia upÂływania czasu, ktĂłry jest tylko umysÂłowÂą fikcjÂą stworzonÂą przez ego, piĂŞkno jest wrodzonÂą cechÂą wszystkich innych ÂświatopoglÂądĂłw. W naszej kulturze tylko wysoko rozwiniĂŞci ludzie nie bĂŞdÂący ponurakami naprawdĂŞ widzÂą piĂŞkno, obojĂŞtnie czy patrzÂą na pole uprawne czy na ÂżywopÂłoty, na ulicĂŞ czy na chmury. Paradoksalnie nasza kultura, tak bardzo polegajÂąca na wraÂżeniach sÂłuchowych i wizualnych z wyÂłÂączeniem zmysÂłĂłw zapachu i dotyku, niezbyt dobrze dostrzega piĂŞkno. MoÂżemy widzieĂŚ na przykÂład "widoki" dostosowane do romantycznych abstrakcji piĂŞkna wyÂśnionego (poniewaÂż nasza kultura mocno demaskuje kulturĂŞ lunatykĂłw) [na obrazach pochodzÂących] z wiekĂłw osiemnastego i dziewiĂŞtnastego.

JesteÂśmy odÂłÂączeni od wszystkiego przez pojĂŞcie czasu linearnego

WiĂŞc gdy przychodzimy do miejsc takich jak Stonehenge, po prostu nie ÂłÂączymy siĂŞ [z nimi]. Wczytujemy siĂŞ w literaturĂŞ i zaczynamy szaleĂączo ÂśniĂŚ o druidach i astronomach stworzonych nie przez ludzi, ktĂłrzy byli poÂłÂączeni z przeszÂłoÂściÂą lub z miejscem, lecz przez ludzi poÂżÂądajÂących "wyjaÂśnienia" w warunkach naszej kultury - w pojĂŞciach zwiÂązanych z "postĂŞpem", czyli w technologii, rywalizacji, organizacji i rasizmu. PoniewaÂż w naszych umysÂłach zabiliÂśmy juÂż mit, nie mamy Âżadnej mapy umysÂłowej, pozwalajÂącej dostroiĂŚ siĂŞ do (dziÂś juÂż nieodwracalnie zbezczeszczonych) doliny Boyne lub Carnac, wiĂŞc tworzymy prĂłbujÂące coÂś tÂłumaczyĂŚ legendy, ktĂłrych wytÂłumaczenia sÂą bardziej strawne i mniej odkrywcze niÂż np spopielone koÂści znalezione w Newgrange. Widzimy Stonehenge jako poukÂładanÂą warstwa na warstwie kupĂŞ zakurzonych naukowych lub nawiedzonych hipotez, i nie widzimy poprzez stopy (ktĂłre powinny nas ÂłÂączyĂŚ z ziemiÂą) lub nasze genitalia bÂądÂź przez inne kanaÂły ÂświadomoÂści, ktĂłrych istnienie neguje nasza kultura.

Dobrym przykÂładem naszej upartej wÂąskoÂści jest zjawisko przewierconych kamieni. KtoÂś, kto duÂżo podrĂłÂżowaÂł i spoglÂądaÂł na te kamienie, doskonale wie, Âże wiĂŞkszoÂśĂŚ z nich zawiera dziurĂŞ na wysokoÂści 1 metra nad powierzchniÂą gruntu i Âże dziura ta ma zwykle okoÂło 75 mm Âśrednicy, czĂŞsto teÂż dziury zakoĂączone sÂą tzw fazÂą. Jest rzeczÂą niezmiernie prawdopodobnÂą, Âże w te otwory w szczegĂłlnym okresie roku wkÂładano ludzkie penisy, co miaÂło symbolizowaĂŚ zwiÂązek z ziemiÂą, ktĂłrej rĂłÂżnego typu urodzajnoÂśĂŚ byÂła w ten sposĂłb rozbudzana. Blokujemy ten rodzaj intuicji, poniewaÂż reprezentujemy kulturĂŞ chrzeÂścijaĂąskÂą, a chrzeÂścijaĂąska kultura jest przepeÂłniona krwiÂą, a nie spermÂą.

Ludzie "Nowej Ery" i "Tajemnicy Ziemi" sÂą w zÂłej percepcyjnej sytuacji, bo chcieliby posiadaĂŚ ciastko z prehistorycznÂą tajemnicÂą, zostaÂło ono jednak zjedzone przez zĂŞby naszego totalitarnego ÂświatopoglÂądu, ktĂłry neguje istnienie tajemnicy i w ten sposĂłb niszczy zwiÂązek z niÂą. Jak wiadomo, australijscy Aborygeni mieli "holistyczne" podejÂście do Âświata: postrzegali siebie jako istoty zamieszkujÂące lÂąd i wszystko, co istnieje na nim i wewnÂątrz niego, w cyklicznym i zrozumiaÂłym wszechÂświecie, podczas gdy my jesteÂśmy od tego wszystkiego odÂłÂączeni przez pojĂŞcie czasu linearnego (w ktĂłrego jesteÂśmy apogeum) oraz w wyniku infantylnego kategoryzowania ogromnie zÂłoÂżonego Âświata zewnĂŞtrznego i wewnĂŞtrznego. To ciekawe, Âże kultura tak wyszukana i technologiczna jak nasza coraz bardziej siĂŞ infantylizuje i tym samym osÂłabia swoich czÂłonkĂłw, czyniÂąc ich zaleÂżnymi od neurotycznego przetrwania [opartego] na gadÂżetach i bÂłyskotkach, ktĂłrych widok nawet sto lat temu wywoÂłaÂłby Âśmiech. Nasze nastawienie do zwierzÂąt (ktĂłre sÂą duszami, anima, w przeciwieĂąstwie do nas, ktĂłrzy staliÂśmy siĂŞ zamiarem) pokazuje, Âże nie mamy szacunku dla Âżywych stworzeĂą i rzeczy istniejÂących poza naszym ego-pudeÂłkiem i poza naszÂą maÂłÂą klatkÂą niszczÂących psot, jakÂą jest nasza kultura. Nie ÂżaÂłujemy ani nawet nie zauwaÂżamy Âśmierci zwierzÂąt, ktĂłre torturujemy i spoÂżywamy. DopĂłki tego nie zrobimy, my i nastawienie, ktĂłre stworzyliÂśmy z naszego bolesnego ego, bĂŞdÂą zadawaĂŚ bĂłl. Widzimy ZiemiĂŞ w kontekÂście agresywnej obrony i eksploatacji, podczas gdy przedpiÂśmienni ludzie widzÂą jÂą jako ÂświĂŞtoÂśĂŚ i ÂźrĂłdÂło wszystkiego. PorĂłwnaj ZiemiĂŞ z okropnymi domami dookoÂła (nie wspominajÂąc o fabrykach i instalacjach wojskowych) ze wznoszeniem tymczasowych schronieĂą. Nasz pomysÂł z obecnym i przyszÂłym krĂłlem odzwierciedla nasz militarystyczno-nacjonalistyczny poglÂąd. Nasza obsesja z "Celtami" to kuriozalne historyczne dziwactwo, wywodzÂące siĂŞ z tak bardzo niemistycznych krajĂłw, jak Irlandia, z waÂżnych politycznych powodĂłw (niezaleÂżnoÂśĂŚ od Diabelskiego Imperium po drugiej stronie irlandzkiego morza).

SÂłowo "Celtycki" jest teraz uÂżywane jako okreÂślenie rasowe, kiedy jest to po prostu sÂłowo opisujÂące pewnÂą grupĂŞ jĂŞzykĂłw, ktĂłre to jĂŞzyki sÂą pokrewne z wieloma innymi jĂŞzykami indoeuropejskimi, jak te z grupy Âłacina/greka/albaĂąski, nordyckie/germaĂąskie i sÂłowiaĂąskie. JeÂśli "Celtycki duch" wciÂąÂż Âżyje, to na pewno nie znajdziemy go na celtyckich peryferiach, ale w celtyckim oÂśrodku, czyli we Francji. Ostatnie badanie pokazaÂło, Âże francuskie nazwy miejscowoÂści, ktĂłre w wiĂŞkszoÂści nic dziÂś nie znaczÂą (w przeciwieĂąstwie do duĂąskich, hiszpaĂąskich, irlandzkich, holenderskich, niemieckich i sÂłowiaĂąskich nazw miejscowoÂści), zawierajÂą elementy przed celtyckie i liguriaĂąskie.

Okazuje siĂŞ, Âże dokÂładne zbadanie czasu i miejsca przy uÂżyciu lingwistycznych telewizorĂłw, jakimi sÂą nasze umysÂły, jest po prostu niemoÂżliwe. ÂŻeby to "zobaczyĂŚ", bĂŞdziemy musieli wyjÂśĂŚ z tych telewizorĂłw - co jest bardzo trudne, odkÂąd jĂŞzyk (razem z systemem edukacji) zamknÂąÂł nas wewnÂątrz nich. PrĂłba wyrwania siĂŞ z objĂŞĂŚ tych umysÂłowych telewizorĂłw moÂże byĂŚ bezowocna. Jedynym sposobem na wyjÂście moÂże byĂŚ wypÂłyniĂŞcie za pomocÂą ponadczasowej intuicji, ktĂłrej istnieniu sÂłowo pisane stale zaprzecza.

Inaczej mĂłwiÂąc, moÂżemy uciec od totalitarnego telewidoku tylko poprzez obalenie jĂŞzyka. Ta kwestia jest decydujÂąca, poniewaÂż w korzeniu destrukcyjnoÂści naszej cywilizacji i ograniczania jej widoku na Âświat tkwi proza. PrĂłbujemy zinterpretowaĂŚ i zrozumieĂŚ wszystko poprzez prozĂŞ, ktĂłra jest pewnego rodzaju samo-ustawiajÂącÂą siĂŞ puÂłapkÂą, inaczej niÂż poezja, ktĂłra jest twĂłrcza.

ÂŻycie i Âświat sÂą duÂżo bardziej subtelne, niÂż nasza proza - i "oparta na faktach" cywilizacja jest przygotowana, by to zaakceptowaĂŚ. Poezja zostaÂła zdegradowana do roli wystroju wnĂŞtrz dla burÂżuazyjnego umysÂłu. Nie posiadamy Âżadnej Delfickiej Wyroczni zadajÂącej poetyckie zagadki, Âżadnych MisteriĂłw Eleuzyjskich - nawet nie oglÂądamy juÂż greckich tragedii. W jĂŞzyku starogreckim sÂłowo "tragedia" oznaczaÂło "kozÂła ofiarnego", w dzisiejszej grece oznacza zaledwie "piosenkĂŞ". Nasza rzeczywistoÂśĂŚ jest prozaiczna i linearna: praca, informacje i rozrywki. ZatraciliÂśmy siĂŞ w niepoetyckiej kulturalnej gÂłupocie. Jak moÂżemy myÂśleĂŚ lub wyobraÂżaĂŚ sobie siebie samych w epoce kamienia Âłupanego, skoro nasza ÂświadomoÂśĂŚ jest zwiÂązana z tak prymitywnymi pojĂŞciami jak postĂŞp i cel, a nasze Âżycia sÂą uzaleÂżnione od pasty do zĂŞbĂłw, papieru toaletowego, gorÂącej wody i wszystkich Âśmieci serwowanych nam przez kapitalizm? MoÂżemy to zrobiĂŚ tylko poprzez poetyckÂą wizjĂŞ, ktĂłra stanowi obalenie jĂŞzyka (w szczegĂłlnoÂści jĂŞzyka pisanego). Poezja zawiera w sobie strumieĂą i dÂąÂży do cyklicznoÂści.
WiĂŞkszoÂśĂŚ ludzi nie moÂże siĂŞ identyfikowaĂŚ z dwudziestowiecznym ÂświatopoglÂądem takich poetyckich mistykĂłw, jak Yeats i Rilke. Jak my, zamkniĂŞci w prozie, moÂżemy zaczÂąĂŚ "czuĂŚ przeszÂłoÂśĂŚ" jaka miaÂła miejsce 2000 lub 20 000 lat temu, kiedy wszystko, w pewnym sensie, musiaÂło byĂŚ poezjÂą? Skoro wymyÂśliliÂśmy "przeszÂłoÂśĂŚ", przeczÂąc tym samym cyklicznemu powtarzaniu i ciÂągÂłej teraÂźniejszoÂści, to zrĂłbmy co siĂŞ da z jej materialnymi artefaktami. MoÂżemy umieÂściĂŚ je w muzeach, otoczyĂŚ ochronÂą jak kamienny krÂąg Stonehenge, zaplombowaĂŚ jak grotĂŞ w Lascaux lub przeksztaÂłciĂŚ w parszywe prehistoryczne supermarkety jak grobowiec Newgrange. Nie moÂżemy tego jednak zrobiĂŚ, dopĂłki stosujemy pojĂŞcie "przeszÂłoÂści": idea "przeszÂłoÂści" niczym pewnego rodzaju Cerber chroni nas przed ÂświadomoÂściÂą miejsca i czasu. Nasz prozaiczny jĂŞzyk zamyka rzeczywistoÂśĂŚ poprzez "fakty" i "informacjĂŞ". Atakujemy rzeczywistoÂśĂŚ prozÂą, przez co staje siĂŞ ona naszÂą fikcjÂą.

ProzÂą atakujemy takÂże przeszÂłoÂśĂŚ, rzucajÂąc na niÂą z jednej strony nasze prozaiczne dwudziestowieczne nastawienie by zadziaÂłaĂŚ, okreÂśliĂŚ cel i zebraĂŚ dane, a z drugiej - nasze aktualne zainteresowania innymi rzeczami. Rozpaczliwie spoglÂądamy na "przeszÂłoÂśĂŚ" jako zÂłotÂą z szacunkiem dla "matki Ziemi" itp itd. Ale natura przez setki tysiĂŞcy lat byÂła wrogiem dla prĂłbujÂącego jÂą sobie przywÂłaszczyĂŚ czÂłowieka. ByĂŚ moÂże szanujemy wroga, ale to nasze poczucie wrogoÂści zaprowadziÂło nas i naszÂą planetĂŞ do obecnej sytuacji, gdzie zamiast widzieĂŚ siebie samych jako maÂłych, kruchych kolonizatorĂłw, obserwujemy kruchÂą biosferĂŞ. OczywiÂście rozumiemy przez to, Âże biosfera od zawsze byÂła krucha. Co prawda biosfera przeÂżyje szĂłste wielkie wymieranie gatunkĂłw, do ktĂłrego dÂąÂżymy - jednak w zupeÂłnie innej formie.

Aby uciec przed historycznym bÂłĂŞdnym pojĂŞciem, stanowiÂącym myÂślo-ksztaÂłt naszej kultury, moÂżemy, moim zdaniem, tylko "zobaczyĂŚ w czasie" (ktĂłry jest fikcjÂą) znaczenie poezji, jednej linii mogÂącej daĂŚ wiĂŞcej wglÂądu niÂż sto ksiÂąÂżek z dziedziny archeologii lub antropologii. Jak na ironiĂŞ, "nadejÂście poezji" zmniejszy nasze pragnienie prozaicznego "rozumienia" przeszÂłoÂści i wtedy zobaczymy, Âże samo rozumienie jest prozatorskÂą fikcjÂą, ktĂłra uzurpowaÂła sobie cud.

Anthony Weir
ArtykuÂł opublikowany w czasopiÂśmie "At The Edge" nr 1/1996
http://nasze-artykuly.pl/artykul,2,Czas-i-miejsce-Telewizja-naszych-umyslow

Pierwszym uczonym, ktĂłry juÂż w pierwszych latach XIX wieku zasugerowaÂł, Âże moÂżliwy jest taki rozkÂład gwiazd, ktĂłry wyjaÂśniaÂłby zagadkĂŞ „ciemnoÂści nocnego nieba” byÂł William Herschel. PisaÂł on: „...Âłatwo wyobraziĂŚ sobie strukturĂŞ WszechÂświata dosÂłownie nieskoĂączonÂą, ktĂłra umoÂżliwiaÂłaby dowolnÂą iloÂśĂŚ kierunkĂłw, w ktĂłrych nie natrafilibyÂśmy na gwiazdĂŞ. Tak byÂłoby, gdyby skÂładaÂł siĂŞ on z ukÂładĂłw podzielonych zgodnie z prawem, Âże kaÂżda struktura wyÂższego rzĂŞdu jest znacznie bardziej odlegÂła od Âśrodka struktury niÂższego rzĂŞdu...”.
Ponad sto lat pĂłÂźniej, starajÂąc siĂŞ znaleÂźĂŚ odpowiedÂź na paradoks Olbersa i na Paradoks Grawitacyjny, wykÂładowca fizyki w Birmingham, Edmund Fournier D'Albe zaproponowaÂł model kosmosu, w ktĂłrym gwiazdy rozmieszczone sÂą w sposĂłb hierarchiczny. PrzykÂładowy model tego typu przedstawia poniÂższy rysunek:
(http://2.bp.blogspot.com/_kJlBYLv_P6E/R6TMoXK-LOI/AAAAAAAAAAc/k6gW3O4RO90/s1600-h/model_Fourniera.bmp)
PiĂŞĂŚ gwiazd (w trĂłjwymiarowej przestrzeni siedem gwiazd), skupionych jest w pewnym obszarze, tworzÂąc gromadĂŞ. PiĂŞĂŚ takich gromad tworzy gromadĂŞ wyÂższego rzĂŞdu – odlegÂłoÂści miĂŞdzy gromadami wyÂższego rzĂŞdu sÂą wiĂŞksze od rozmiarĂłw gromad rzĂŞdu niÂższego. Gromady rzĂŞdu wyÂższego, tworzÂą w analogiczny sposĂłb gromady jeszcze wyÂższego rzĂŞdu i tak dalej, aÂż do nieskoĂączonoÂści.
Idee Fourniera D'Albe rozwinÂąÂł szwedzki uczony Carl Charlier. To on wÂłaÂśnie wyprowadziÂł zaleÂżnoÂśĂŚ, o ktĂłrej pisaÂłem w poprzednim poscie – by rozwiÂązaĂŚ ciemnoÂści nocnego nieba oraz paradoks grawitacyjny hierarchia musi speÂłniaĂŚ nierĂłwnoÂśĂŚ Ri+1/Ri>=pierwiastek(N i+1). OczywiÂście taka hierarchia, by speÂłniaĂŚ swoje zadanie przy rozwiÂązywaniu paradoksĂłw, rozciÂągaĂŚ siĂŞ musi aÂż do nieskoĂączonoÂści.
W roku 1922 austriacki uczony Franz Selety, pokazaÂł, Âże hierarchia zaproponowana przez Charliera wcale nie wymaga istnienia Âśrodka – ÂśrodkĂłw moÂże byĂŚ nieskoĂączenie wiele. PrzedstawiÂł on nastĂŞpujÂące postulaty kosmologiczne, ktĂłre jak pokazaÂł, wcale nie muszÂą byĂŚ ze sobÂą sprzeczne:
* nieskoĂączona przestrzeĂą
* nieskoĂączona ÂłÂączna masa
* masa wypeÂłniajÂąca przestrzeĂą w taki sposĂłb, Âże wszĂŞdzie ma skoĂączonÂą gĂŞstoÂśĂŚ
* uÂśredniona gĂŞstoÂśĂŚ masy we WszechÂświecie jest zerowa
* brak centralnego punktu lub obszaru we WszechÂświecie

(http://www.faces-of-nature.art.pl/math_gal/fraktale/kosmos1.gif)

(http://www.faces-of-nature.art.pl/math_gal/fraktale/kosmos7.gif)
OczywiÂście wszyscy ci uczeni zdawali sobie sprawĂŞ, Âże hierarchia kosmiczna nie bĂŞdzie tworzyÂła regularnych geometrycznych wzorĂłw i rozkÂład ciaÂł niebieskich jest w znacznym stopniu przypadkowy, ale nie ma to wiĂŞkszego znaczenia dla opisywanych praw. W czasach, gdy tworzyli oni swoje teorie obserwacje WszechÂświata byÂły jeszcze bardzo sÂłabo rozwiniĂŞte, nic wiĂŞc nie mogÂło tych hipotez potwierdziĂŚ.
Fakt, Âże gwiazdy grupujÂą siĂŞ w galaktykach, a Mleczna droga jest po prostu jednÂą z wielu takich galaktyk odkryty zostaÂł dopiero w poÂłowie lat dwudziestych. W latach trzydziestych zauwaÂżono, Âże galaktyki majÂą tendencje do skupiania siĂŞ w gromady.

PrzeÂłom nastÂąpiÂł, gdy w 1977 roku Benoit Mandelbrot przewidziaÂł, Âże galaktyki we WszechÂświecie rozmieszczone sÂą w sposĂłb fraktalny i podaÂł pierwszy matematyczny opis ich rozkÂładu. ZaproponowaÂł on dojrzaÂły matematyczny model rozkÂładu materii, gdzie „nie ma Âśrodka, a jest hierarchia”.
OczywiÂście kosmologiczne fraktale, sÂą to fraktale rzeczywiste, ktĂłre rĂłÂżniÂą siĂŞ od ich matematycznych ideaÂłĂłw w analogiczny sposĂłb, co ksztaÂłt ziemskiego globu rĂłÂżni siĂŞ od matematycznej kuli. Do tego sÂą to fraktale stochastyczne, a wiĂŞc takie, przy ktĂłrych tworzeniu decydujÂącÂą rolĂŞ odgrywajÂą procesy chaotyczne. Matematycznym przykÂładem fraktala stochastycznego moÂże byĂŚ zbiĂłr Cantora, w ktĂłrego konstrukcji losowo wybieraliÂśmy odrzucany odcinek. W kosmologii czynnikiem powodujÂącym „przypadkowoÂśĂŚ” rozmieszczenia materii sÂą niemoÂżliwe do przewidzenia czynniki zwiÂązane z ruchem i oddziaÂływaniami poszczegĂłlnych elementĂłw.
Z pojĂŞciem fraktali ÂłÂączy siĂŞ waÂżne pojĂŞcie wymiaru fraktalnego. W kosmologii pojĂŞcie to moÂżna traktowaĂŚ jako miarĂŞ zaleÂżnoÂści iloÂści galaktyk od odlegÂłoÂści. Dla modelu Charliera wymiar fraktalny wynosi dwa, co oznacza, Âże iloÂśĂŚ materii wzrasta z kwadratem, a nie z trzeciÂą potĂŞgÂą rozmiarĂłw. Najbardziej nieoczekiwanym odkryciem, ktĂłrego na poczÂątku lat osiemdziesiÂątych dokonaÂła grupa wÂłoskich astrofizykĂłw pod kierownictwem Luciano Pietronero, byÂło to, Âże (w skali do piĂŞciu megaparsekĂłw) obserwowany rozkÂład galaktyk wykazywaÂł strukturĂŞ fraktalnÂą, o wymiarze niemal dokÂładnie rĂłwnym 2. ObroĂący jednorodnoÂści rozkÂładu galaktyk nie poddali siĂŞ i model fraktalny zostaÂł gwaÂłtownie zaatakowany. W 1996 roku doszÂło do sÂłynnego zakÂładu miĂŞdzy Pietronero, a broniÂącym jednorodnoÂści Davisem, o to czy skala fraktalnoÂści przekroczy 15 megaparsekĂłw (lokalna gromada galaktyk ma ÂśrednicĂŞ okoÂło jednego megaparseka). Fakt Âże konserwatywni kosmologowie nie chcieli siĂŞ zgodziĂŚ na model fraktalny nie powinien nas dziwiĂŚ. Przy fraktalnym rozkÂładzie materii Big-Bang przestanie juÂż byĂŚ potrzebny przy wyjaÂśnianiu paradoksĂłw Olbersa i grawitacyjnego. Co waÂżniejsze jednak jednorodnoÂśĂŚ jest podstawowym zaÂłoÂżeniem tÂłumaczÂącym ekspansjĂŞ WszechÂświata (dla kosmosu fraktalnego nie moÂżna by zastosowaĂŚ modeli Fridmana przewidujÂących jednorodnÂą ekspansjĂŞ WszechÂświata), do tego gigantyczne fraktalne struktury wymagaÂłyby do swego uformowania czasu znacznie wiĂŞkszego niÂż przewidywany przez BB wiek WszechÂświata. FraktalnoÂśĂŚ (wprawdzie dopiero przy istnieniu ogromnych iloÂści ciemnej materii skupionej w sposĂłb analogiczny co materia ÂświecÂąca) moÂże rĂłwnieÂż wytÂłumaczyĂŚ redshift jako efekt przesuniĂŞcia grawitacyjnego. WracajÂąc do wspomnianego wyÂżej zakÂładu miĂŞdzy dwoma uczonymi, najnowsze obserwacje wyÂłoniÂły juÂż zwyciĂŞzcĂŞ - fraktalnoÂśĂŚ potwierdzona zostaÂła najpierw w skali 50 megaparsekĂłw, potem w skali 100 megaparsekĂłw, a obecnie, w sposĂłb niemal caÂłkowicie pewny w skali 500 megaparsekĂłw, zaÂś w sposĂłb bardzo prawdopodobny w skali giga parseka.
JednorodnoÂśĂŚ byÂła intuicyjnym zaÂłoÂżeniem, ktĂłre opanowaÂło ludzkie umysÂły i spod ktĂłrego wÂładania uwolniĂŚ siĂŞ byÂło niesÂłychanie trudno. Podobnie byÂło kiedyÂś z pojĂŞciem Âśrodka WszechÂświata. WydawaÂło siĂŞ, Âże WszechÂświat musi mieĂŚ Âśrodek i nawet tak wybitny umysÂł, jak Kopernik, zdoÂłaÂł Ăłw Âśrodek zaledwie przesunÂąĂŚ z Ziemi ku SÂłoĂącu. Wieleset lat pĂłÂźniej, wierzono, Âże Âśrodek istnieje i znajduje siĂŞ w sercu Drogi Mlecznej. Kolejne przesuwanie tego „Âśrodka WszechÂświata”, ku coraz to dalszym obszarom, doprowadziÂło wreszcie uczonych do koncepcji, Âże Âśrodek w ogĂłle nie istnieje. Podobnie moÂże byĂŚ z koncepcjÂą kosmologicznej jednorodnoÂści. Gdy fraktalnoÂśĂŚ potwierdza siĂŞ na coraz to wiĂŞkszych skalach, dla nowych pokoleĂą uczonych moÂże siĂŞ staĂŚ czymÂś naturalnym, Âże granica, od ktĂłrej "zaczyna siĂŞ juÂż jednorodnoÂśĂŚ" po prostu nie istnieje.
Warto tu przypomnieĂŚ sÂłynne powiedzenie Maxa Plancka, Âże: "Nowe naukowe prawdy nie triumfujÂą dziĂŞki przekonaniu ich oponentĂłw i ukazaniu im ÂświatÂła prawdy, lecz raczej dlatego, Âże ich oponenci umierajÂą, a kolejne pokolenie Âłatwiej przyjmie to co nowe lecz juÂż ‘oswojone’."
http://kaskaderzy-kosmologii.blogspot.com/

W kosmosie, fraktalnÂą strukturĂŞ wykazujÂą : powierzchnie planet, obÂłoki gazu miĂŞdzygwiezdnego, obÂłoki protogwiazd, gromady galaktyk i supergromady galaktyk(wÂłĂłkna, Âściany, komĂłrki puste).Opis struktur kosmicznych w jĂŞzyku fraktali umoÂżliwia symulacje i modelowanie rzeczywistych, obserwowanych zjawisk we wszechÂświecie.

WszechÂświat fraktalny w przedstawieniu Teerikorpiego i Baryszewa (wzmocnionym przedsÂłowiem genialnego matematyka B.Mandelbrota), to fenomen fascynujÂący dla czytelnika.
Historia kosmologii(i kosmogonii) w ujĂŞciu Teerikorpiego i Baryszewa, to gÂłĂŞboki nurt myÂśli ludzkiej wciÂąÂż atakujÂący archetypalny problem przyrody: gÂładkoÂści ,jednorodnoÂści oraz idealnoÂści fenomenĂłw i obiektĂłw przyrody z jednej strony ,a z drugiej strony ich przeciwieĂąstwa - chropowatoÂści ,niejednorodnoÂści i przypadkowoÂści.

JuÂż staroÂżytni Grecy stali w rozdarciu intelektualnym ,za czym siĂŞ opowiedzieĂŚ: za platoĂąskim Âświatem wiecznych, niezmiennych oraz idealnych form geometrycznych bĂŞdÂących cieniami Idei Dobra i PiĂŞkna ,ktĂłre organizujÂą i determinujÂą ciemnÂą i chaotycznÂą hylos ,czy za babiloĂąsko-judaistycznÂą koncepcjÂą Âświata nieokreÂślonego, przypadkowego, Âświata fenomenĂłw i procesĂłw stwarzania, rodzenia, giniĂŞcia, umierania, procesĂłw – ich zdaniem - pozbawionych niezmiennych struktur formalnej koniecznoÂści.

WybierajÂąc ten pierwszy biegun dualnego archetypu myÂślenia o kosmosie, Grecy na wiele nastĂŞpnych wiekĂłw utrwalili wizjĂŞ kosmologicznego Âładu: idealnoÂśĂŚ form przestrzenno-czasowych bez jakichkolwiek osobliwoÂści w rodzaju poczÂątku lub koĂąca, regularnoÂśĂŚ ruchĂłw i prostota torĂłw wĂŞdrowania ciaÂł niebieskich, caÂłkowity brak osobliwoÂści w zestawie fizycznych parametrĂłw gwiazd i ich ukÂładĂłw, wieczna niezmiennoÂśĂŚ trwania gwiazd bez narodzin, ewolucji i Âśmierci.

Jeszcze w latach dwudziestych ubiegÂłego wieku, dominowaÂła platoĂąsko-arystotelesowska wizja Âładu kosmicznego, do ktĂłrej idee osobliwoÂści i nieregularnoÂści oraz indeterminizmu nie miaÂły dostĂŞpu. Konstrukcja historii kosmologii wedÂług archetypalnego napiĂŞcia pomiĂŞdzy ideami: regularnoÂści i nieregularnoÂści, porzÂądku i chaosu ,koniecznoÂści i przypadkowoÂści, niezmiennoÂści i zmiennoÂści, przynosi powaÂżne korzyÂści metodologiczne.
PozostajÂą jednak pytania doÂśĂŚ waÂżne z punktu widzenia rozwoju wiedzy o wszechÂświecie: czy model fraktalny obiektĂłw kosmicznych jest pÂłodny ,czy li tylko jest opisem zjawisk w innym jĂŞzyku? Czy sugeruje jakiÂś nieznany dotychczas, mechanizm procesĂłw i obiektĂłw astronomicznych o strukturze fraktalnej?

Na przykÂład : ciemnej materii, ciemnej energii? Czy hierarchia struktur we wszechÂświecie wykazuje lokalnÂą fraktalnoÂśĂŚ, czy przeciwnie- globalnÂą? Jak wytÂłumaczyĂŚ zadziwiajÂącÂą zgodnoÂśĂŚ prawa Hubblea(ktĂłre implikuje jednorodnoÂśĂŚ rozkÂładu galaktyk) i fraktalne rozmieszczenie galaktyk nawet do odlegÂłoÂści 100 Mpc ?

Czy grupowanie gromad galaktyk ma ten sam wymiar fraktalny, co grupowanie galaktyk? A czy rozkÂład fraktalny skupisk obiektĂłw (galaktyk, gromad galaktyk) przechodzi w jednorodny i na jakich odlegÂłoÂściach od ziemskiego obserwatora to zachodzi? SiĂŞganie na odlegÂłoÂśĂŚ gigaparsekĂłw ,to tym samym cofanie siĂŞ wstecz w historii wszechÂświata, wobec tego wykrycie megafraktali, moÂże mieĂŚ znaczenie dla naszej wiedzy o bardzo wczesnym wszechÂświecie.
http://autodafe.salon24.pl/64881,na-tropie-fraktalnego-wszechswiata

WysuniĂŞta przez KaluzĂŞ w 1919 roku hipoteza o istnieniu w naszym WszechÂświecie dodatkowych wymiarĂłw przestrzennych sama w sobie zasÂługiwaÂła na uwagĂŞ. SzczegĂłlne znaczenie zyskaÂła jednak w zwiÂązku z ogĂłlnÂą teoriÂą wzglĂŞdnoÂści Einsteina. Teoria ta odnosiÂła siĂŞ do WszechÂświata o trzech wymiarach przestrzennych i jednym czasowym. Ale jej matematycznÂą strukturĂŞ daÂło siĂŞ w doÂśĂŚ prosty sposĂłb rozszerzyĂŚ, aby zapisaĂŚ analogiczne rĂłwnania dla wszechÂświata o wiĂŞkszej liczbie wymiarĂłw przestrzennych. Przy zaÂłoÂżeniu, Âże istnieje tylko jeden dodatkowy wymiar, Kaluza przeprowadziÂł odpowiedniÂą matematycznÂą analizĂŞ i otrzymaÂł nowe rĂłwnania.

ZauwaÂżyÂł, Âże jego rĂłwnania odnoszÂące siĂŞ do trzech zwykÂłych wymiarĂłw majÂą w zasadzie identycznÂą postaĂŚ jak rĂłwnania Einsteina. PoniewaÂż jednak Kaluza dodaÂł jeden wymiar przestrzenny, zgodnie z oczekiwaniami otrzymaÂł teÂż dodatkowe rĂłwnania, ktĂłrych teoria Einsteina nie zawieraÂła. Po ich zbadaniu uczony uÂświadomiÂł sobie coÂś zadziwiajÂącego. Te dodatkowe rĂłwnania nie byÂły niczym innym, jak rĂłwnaniami zapisanymi przez Maxwella w latach osiemdziesiÂątych XIX wieku, rĂłwnaniami opisujÂącymi siÂłĂŞ elektromagnetycznÂą. DodajÂąc jeden wymiar przestrzenny, Kaluza zjednoczyÂł teoriĂŞ grawitacji Einsteina z teoriÂą ÂświatÂła Maxwella.

Przed odkryciem Kaluzy grawitacjĂŞ i elektromagnetyzm uwaÂżano za dwie nie zwiÂązane ze sobÂą siÂły. MajÂąc doÂśĂŚ twĂłrczej odwagi, aby wyobraziĂŚ sobie, Âże nasz WszechÂświat ma dodatkowy wymiar przestrzenny, Kaluza pokazaÂł, iÂż tak naprawdĂŞ miĂŞdzy owymi siÂłami istnieje ÂścisÂła zaleÂżnoÂśĂŚ. Zgodnie z jego teoriÂą zarĂłwno grawitacja, jak i elektromagnetyzm wiÂąÂżÂą siĂŞ ze znieksztaÂłceniami w strukturze przestrzeni. GrawitacjĂŞ przenoszÂą zaburzenia w znanych nam trzech wymiarach przestrzennych, natomiast elektromagnetyzm propaguje siĂŞ dziĂŞki znieksztaÂłceniom w nowym, zwiniĂŞtym wymiarze.

Kaluza przesÂłaÂł swĂłj artykuÂł Einsteinowi, ktĂłrego poczÂątkowo zaintrygowaÂło to odkrycie. 21 kwietnia 1919 roku odpisaÂł Kaluzie, Âże nigdy nie wpadÂł na pomysÂł, aby osiÂągnÂąĂŚ unifikacjĂŞ przez wprowadzenie "piĂŞciowymiarowego [cztery wymiary przestrzenne i jeden czasowy], cylindrycznego Âświata". Po czym dodaÂł: "na pierwszy rzut oka PaĂąski pomysÂł niezmiernie mi siĂŞ podoba". TydzieĂą pĂłÂźniej Einstein wysÂłaÂł jednak do Kaluzy list wyraÂżajÂący sceptycyzm: "PrzeczytaÂłem dokÂładnie PaĂąski artykuÂł i stwierdzam, Âże jest naprawdĂŞ interesujÂący. Na razie nie znalazÂłem w nim nic niemoÂżliwego. Z drugiej strony, muszĂŞ przyznaĂŚ, Âże przytoczone argumenty nie sÂą doÂśĂŚ przekonujÂące". Ponad dwa lata pĂłÂźniej, po dokÂładnym przeanalizowaniu nowatorskiego podejÂścia Kaluzy, 14 paÂździernika 1921 roku Einstein jeszcze raz do niego napisaÂł: "Zastanawiam siĂŞ ponownie, czy sÂłusznie zniechĂŞciÂłem Pana dwa lata temu do publikacji PaĂąskiego artykuÂłu, zawierajÂącego pomysÂł na poÂłÂączenie grawitacji z elektrycznoÂściÂą. [...] JeÂśli Pan sobie Âżyczy, ostatecznie jestem skÂłonny przedstawiĂŚ PaĂąskÂą pracĂŞ Akademii". W koĂącu, z opĂłÂźnieniem, Kaluza otrzymaÂł aprobatĂŞ mistrza.

ChociaÂż koncepcja Kaluzy byÂła piĂŞkna, pĂłÂźniejsze jej badania pokazaÂły, Âże pozostaje ona w sprzecznoÂści z rezultatami doÂświadczeĂą. W wyniku najprostszych prĂłb wÂłÂączenia do tej teorii elektronu miĂŞdzy jego masÂą a Âładunkiem powstawaÂły zwiÂązki, ktĂłre znacznie siĂŞ rĂłÂżniÂły od zmierzonych wartoÂści. PoniewaÂż nie znaleziono Âżadnego sposobu, aby rozwiÂązaĂŚ ten problem, fizycy przestali interesowaĂŚ siĂŞ pomysÂłem Kaluzy. Einstein i inni co jakiÂś czas wracali do moÂżliwoÂści istnienia dodatkowych, zwiniĂŞtych wymiarĂłw, ale wkrĂłtce tego rodzaju badania znalazÂły siĂŞ na peryferiach fizyki teoretycznej.

W rzeczywistoÂści koncepcja Kaluzy znacznie wyprzedzaÂła swoje czasy. Dopiero w latach dwudziestych fizycy teoretyczni i doÂświadczalni rozwinĂŞli badania, ktĂłrych celem byÂło zrozumienie zasadniczych praw mikroÂświata. Teoretycy poÂświĂŞcili siĂŞ prĂłbom stworzenia mechaniki kwantowej i kwantowej teorii pola. Fizycy doÂświadczalni musieli jeszcze odkryĂŚ szczegĂłÂłowe wÂłaÂściwoÂści atomu i innych elementarnych skÂładnikĂłw materii. Teoria kierowaÂła eksperymentem, a eksperyment udoskonalaÂł teoriĂŞ. Fizycy przez pĂłÂł wieku parli do przodu, aby w koĂącu stworzyĂŚ Model Standardowy. Nie ma nic dziwnego w tym, Âże w owych produktywnych i ekscytujÂących czasach nikt nie zajmowaÂł siĂŞ spekulacjami na temat dodatkowych wymiarĂłw. Kiedy fizycy badali moÂżliwoÂści metod mechaniki kwantowej, a ich przewidywania dawaÂło siĂŞ doÂświadczalnie sprawdziĂŚ, nie budziÂła szczegĂłlnego zainteresowania hipoteza, Âże WszechÂświat jest zupeÂłnie inny w skalach o wiele mniejszych niÂż te, ktĂłre badano za pomocÂą najlepszych urzÂądzeĂą.

Ale wczeÂśniej czy pĂłÂźniej kaÂżdy kierunek badaĂą, choĂŚby naleÂżaÂł do najbardziej popularnych, przestaje siĂŞ rozwijaĂŚ. TeoretycznÂą strukturĂŞ Modelu Standardowego dobrze poznano wÂłaÂściwie do koĂąca lat szeÂśĂŚdziesiÂątych. Przed poczÂątkiem lat osiemdziesiÂątych wiele przewidywaĂą zwiÂązanych z tym modelem potwierdzono doÂświadczalnie i wiĂŞkszoÂśĂŚ fizykĂłw czÂąstek uznaÂła, Âże sprawdzenie reszty to tylko kwestia czasu. ChociaÂż kilka istotnych szczegĂłÂłĂłw pozostaÂło nie wyjaÂśnionych, wiele osĂłb czuÂło, Âże na zasadnicze pytania dotyczÂące oddziaÂływaĂą silnych, sÂłabych i elektromagnetycznych znaleziono juÂż odpowiedÂź.

W koĂącu sytuacja dojrzaÂła do tego, aby znĂłw podjÂąĂŚ najwaÂżniejszÂą kwestiĂŞ zwiÂązanÂą z tajemniczÂą sprzecznoÂściÂą miĂŞdzy mechanikÂą kwantowÂą a ogĂłlnÂą teoriÂą wzglĂŞdnoÂści. Sukces w sformuÂłowaniu teorii kwantowej opisujÂącej trzy spoÂśrĂłd czterech oddziaÂływaĂą zachĂŞciÂł fizykĂłw do podjĂŞcia prĂłb wÂłÂączenia czwartej siÂły - grawitacji. Przeanalizowano wiele pomysÂłĂłw. Bezskutecznie. Fizycy stali siĂŞ wĂłwczas bardziej otwarci na stosunkowo radykalne propozycje. I tak teoria Kaluzy-Kleina, ktĂłrÂą odrzucono pod koniec lat dwudziestych, zostaÂła wskrzeszona.

WspĂłÂłczesna teoria Kaluzy-Kleina

Od momentu wysuniĂŞcia przez KaluzĂŞ jego hipotezy minĂŞÂło szeÂśĂŚdziesiÂąt lat. Przez ten czas zrozumiano wiele problemĂłw fizycznych. Stworzono i potwierdzono doÂświadczalnie caÂłÂą mechanikĂŞ kwantowÂą. Odkryto i dobrze poznano oddziaÂływania silne oraz sÂłabe, nieznane jeszcze w latach dwudziestych. NiektĂłrzy fizycy sugerowali, Âże pierwotna propozycja Kaluzy nie zdaÂła egzaminu, poniewaÂż badacz nie wiedziaÂł o istnieniu tych siÂł i w zwiÂązku z tym jego reforma przestrzeni musiaÂła byĂŚ konserwatywna. Istnienie wiĂŞkszej liczby oddziaÂływaĂą wiÂązaÂło siĂŞ z koniecznoÂściÂą wprowadzenia jeszcze wiĂŞkszej liczby wymiarĂłw. Dowodzono, Âże choĂŚ pojedynczy wymiar koÂłowy wskazuje na istnienie zwiÂązku miĂŞdzy ogĂłlnÂą teoriÂą wzglĂŞdnoÂści a elektromagnetyzmem, zwiÂązek ten okazuje siĂŞ niewystarczajÂący.

Do poÂłowy lat siedemdziesiÂątych intensywnie badano teorie wskazujÂące na wiĂŞkszÂą liczbĂŞ wymiarĂłw. Rycina 8.7 to przykÂład przestrzeni z dwoma dodatkowymi zwiniĂŞtymi wymiarami. MajÂą one postaĂŚ powierzchni piÂłki, czyli sfery. Tak jak w przypadku pojedynczego wymiaru koÂłowego, te dodatkowe wymiary doÂłÂączone sÂą w kaÂżdym punkcie zwykÂłych rozciÂągÂłych wymiarĂłw. (ChcÂąc zachowaĂŚ przejrzystoÂśĂŚ rysunku, przedstawiliÂśmy tylko prĂłbkĂŞ sferycznych wymiarĂłw w rĂłwno oddalonych od siebie punktach siatki wymiarĂłw rozciÂągÂłych). PoszczegĂłlne teorie rĂłÂżniÂą siĂŞ nie tylko liczbÂą dodatkowych wymiarĂłw, ale takÂże ich ksztaÂłtem. Na rycinie 8.8 pokazano fragment przestrzeni o dwĂłch dodatkowych wymiarach majÂących ksztaÂłt obwarzanka, czyli torusa. ÂŁatwo sobie wyobraziĂŚ bardziej skomplikowane moÂżliwoÂści, w ktĂłrych rĂłÂżne niesamowite ksztaÂłty tworzÂą trzy, cztery, piĂŞĂŚ dodatkowych wymiarĂłw przestrzennych, a w zasadzie dowolnÂą ich liczbĂŞ. Jedyne ograniczenie wiÂąÂże siĂŞ z tym, Âże wszystkie wymiary muszÂą byĂŚ mniejsze od najmniejszych odlegÂłoÂści, jakie potrafimy badaĂŚ. ÂŻaden eksperyment bowiem nie wykazaÂł jeszcze ich istnienia.

(http://www.wiw.pl/biblioteka/piekno_greene/pict/08-z.jpg)
Dwa dodatkowe wymiary zwiniĂŞte w ksztaÂłt sfery.

(http://www.wiw.pl/biblioteka/piekno_greene/pict/09-z.jpg)

Najbardziej obiecujÂąco zapowiadaÂły siĂŞ te hipotezy na temat istnienia wiĂŞkszej liczby wymiarĂłw, ktĂłre uwzglĂŞdniaÂły supersymetriĂŞ. Fizycy mieli nadziejĂŞ, Âże czĂŞÂściowe znoszenie siĂŞ najwiĂŞkszych fluktuacji kwantowych w wyniku istnienia superpartnerĂłw zwykÂłych czÂąstek zÂłagodzi sprzecznoÂśĂŚ miĂŞdzy grawitacjÂą a mechanikÂą kwantowÂą. Teorie obejmujÂące grawitacjĂŞ, dodatkowe wymiary i supersymetriĂŞ zaczĂŞto nazywaĂŚ supergrawitacjÂą o wyÂższej liczbie wymiarĂłw.

Podobnie jak pierwotna hipoteza Kaluzy, rĂłÂżne wersje supergrawitacji wydawaÂły siĂŞ na poczÂątku doÂśĂŚ obiecujÂące. Nowe rĂłwnania otrzymywane dziĂŞki wprowadzeniu dodatkowych wymiarĂłw niezmiernie przypominaÂły rĂłwnania uÂżywane do opisu elektromagnetyzmu, a takÂże oddziaÂływaĂą silnych i sÂłabych. DokÂładne badania ujawniÂły jednak, Âże stare przeszkody pozostaÂły. Co waÂżniejsze, wprawdzie supersymetria nieco osÂłabiÂła zgubne kwantowe zafalowania przestrzeni na maÂłych odlegÂłoÂściach, ale nie na tyle, by daÂło siĂŞ stworzyĂŚ sensownÂą teoriĂŞ. Trudno byÂło rĂłwnieÂż znaleÂźĂŚ spĂłjnÂą teoriĂŞ zakÂładajÂącÂą istnienie wiĂŞkszej liczby wymiarĂłw, ktĂłra opisywaÂłaby wszystkie wÂłaÂściwoÂści siÂł i materii.

Zrozumiano, Âże choĂŚ istniejÂą fragmenty zunifikowanej teorii, brakuje kluczowego elementu, ktĂłry poÂłÂączyÂłby je ze sobÂą w sposĂłb kwantowomechanicznie spĂłjny. Ăw brakujÂący element - teoria strun - pojawiÂł siĂŞ w 1984 roku.

Dodatkowe wymiary i teoria strun

Z tego, o czym pisano wyÂżej, wynika, iÂż nie moÂżna wykluczyĂŚ, Âże nasz WszechÂświat ma dodatkowe zwiniĂŞte wymiary przestrzenne o bardzo maÂłych rozmiarach. Dodatkowe wymiary mogÂą wydawaĂŚ siĂŞ nam czymÂś sztucznym. NiemoÂżnoÂśĂŚ badania odlegÂłoÂści mniejszych niÂż jedna miliardowa miliardowej metra pozwala nam nie tylko wprowadziĂŚ w tych skalach dodatkowe wymiary, ale i zrealizowaĂŚ wszelkie najdziwaczniejsze pomysÂły - nawet umieÂściĂŚ tam mikroskopijnÂą cywilizacjĂŞ z maleĂąkimi zielonymi ludzikami. ChociaÂż pierwsza z tych moÂżliwoÂści ma z pewnoÂściÂą bardziej racjonalne uzasadnienie niÂż druga, postulowanie kaÂżdej z tych niezbadanych doÂświadczalnie - i obecnie niemoÂżliwych do sprawdzenia - ewentualnoÂści wydaje siĂŞ rĂłwnie uprawnione.

Tak byÂło przed powstaniem teorii strun. Struktura ta rozwiÂązuje zasadniczÂą sprzecznoÂśĂŚ wspĂłÂłczesnej fizyki - niezgodnoÂśĂŚ miĂŞdzy mechanikÂą kwantowÂą a ogĂłlnÂą teoriÂą wzglĂŞdnoÂści - i daje zunifikowany obraz wszystkich podstawowych skÂładnikĂłw materii i siÂł natury. Okazuje siĂŞ jednak, Âże dokonuje tego, zakÂładajÂąc istnienie we WszechÂświecie dodatkowych wymiarĂłw przestrzennych.

Oto dlaczego. Do najwiĂŞkszych osiÂągniĂŞĂŚ mechaniki kwantowej naleÂży konstatacja, Âże nasza moÂżliwoÂśĂŚ przewidywania zasadniczo ogranicza siĂŞ do stwierdzeĂą, iÂż dany wynik otrzymamy z okreÂślonym prawdopodobieĂąstwem. ChociaÂż moÂżna siĂŞ zgodziĂŚ z opiniÂą Einsteina, iÂż jest to niepoÂżÂądana cecha naszego obecnego obrazu natury, wydaje siĂŞ, Âże tak wyglÂąda rzeczywistoÂśĂŚ. Przyjmijmy jÂą wiĂŞc. Wszyscy wiemy, Âże prawdopodobieĂąstwa okreÂśla siĂŞ za pomocÂą liczb o wartoÂściach miĂŞdzy 0 a 1 lub procentowo - wtedy liczby majÂą wartoÂści od 0 do 100. Fizycy stwierdzili, Âże podstawowÂą oznakÂą zawodnoÂści teorii kwantowomechanicznej jest otrzymywanie w wyniku obliczeĂą prawdopodobieĂąstw, ktĂłre nie mieszczÂą siĂŞ w tych granicach. OstrÂą sprzecznoÂśĂŚ w strukturze czÂąstek punktowych miĂŞdzy ogĂłlnÂą teoriÂą wzglĂŞdnoÂści a mechanikÂą kwantowÂą widaĂŚ po tym, Âże w obliczeniach otrzymuje siĂŞ nieskoĂączone prawdopodobieĂąstwa. Teoria strun, jak stwierdziliÂśmy, usuwa te nieskoĂączonoÂści. Nie wspomnieliÂśmy jednak o pewnym subtelnym problemie, ktĂłry pozostaÂł. WkrĂłtce po stworzeniu teorii strun fizycy zauwaÂżyli, Âże czĂŞÂśĂŚ obliczeĂą koĂączy siĂŞ ujemnymi prawdopodobieĂąstwami. One rĂłwnieÂż wykraczajÂą poza dozwolony zakres. Na pierwszy rzut oka wydawaÂło siĂŞ wiĂŞc, Âże mechanika kwantowa niszczy teoriĂŞ strun.

DziĂŞki determinacji i uporowi fizycy znaleÂźli w koĂącu przyczynĂŞ tego niepokojÂącego zjawiska. OtĂłÂż jeÂśli struna musi przebywaĂŚ na dwuwymiarowej pÂłaszczyÂźnie - takiej jak powierzchnia stoÂłu lub wĂŞÂża ogrodowego - liczba niezaleÂżnych kierunkĂłw, w ktĂłrych moÂże drgaĂŚ, maleje do dwĂłch: prawo-lewo i przĂłd-tyÂł. KaÂżde drganie ograniczone do tej powierzchni stanowi pewnÂą kombinacjĂŞ drgaĂą w owych dwĂłch kierunkach. Widzimy wiĂŞc, Âże struna w Krainie PÂłaszczakĂłw, wszechÂświecie wĂŞÂża ogrodowego lub jakimkolwiek innym dwuwymiarowym Âświecie rĂłwnieÂż jest ograniczona do drgaĂą w dwĂłch niezaleÂżnych kierunkach przestrzennych. Gdyby jednak struna opuÂściÂła tĂŞ powierzchniĂŞ, liczba niezaleÂżnych kierunkĂłw drgaĂą wzrosÂłaby do trzech, poniewaÂż wtedy struna drgaÂłaby takÂże w kierunku gĂłra-dĂłÂł. Podobnie, we WszechÂświecie o trzech wymiarach przestrzennych struna drga w trzech niezaleÂżnych kierunkach. ChociaÂż trudniej to sobie wyobraziĂŚ, schemat ten odnosi siĂŞ takÂże do wszechÂświata o wiĂŞkszej liczbie wymiarĂłw przestrzennych. We wszechÂświecie takim istnieje jeszcze wiĂŞcej moÂżliwych kierunkĂłw drgaĂą struny.

Zwracamy tak duÂżÂą uwagĂŞ na drgania struny, poniewaÂż fizycy stwierdzili, Âże kÂłopotliwe wyniki obliczeĂą wiÂąÂżÂą siĂŞ wÂłaÂśnie z liczbÂą niezaleÂżnych kierunkĂłw jej drgaĂą. Ujemne prawdopodobieĂąstwa pojawiaÂły siĂŞ na skutek niedopasowania wymagaĂą teorii do tego, co zdawaÂła siĂŞ narzucaĂŚ rzeczywistoÂśĂŚ. Z obliczeĂą wynikaÂło, Âże gdyby struny drgaÂły w dziewiĂŞciu niezaleÂżnych kierunkach przestrzennych, wszystkie ujemne prawdopodobieĂąstwa by znikÂły. CĂłÂż to oznacza? JeÂśli teoria strun ma opisywaĂŚ nasz trĂłjwymiarowy Âświat, nadal musimy rozwiÂązaĂŚ pewne trudnoÂści.

Ale czy rzeczywiÂście? IdÂąc tropem wyznaczonym pĂłÂł wieku wczeÂśniej przez KaluzĂŞ i Kleina, zauwaÂżamy, Âże podejÂście to, byĂŚ moÂże, wybawi nas z kÂłopotliwej sytuacji. Skoro struny sÂą wyjÂątkowo maÂłe, mogÂą wibrowaĂŚ nie tylko w duÂżych, rozciÂągÂłych wymiarach, ale takÂże w maÂłych i zwiniĂŞtych. Mamy wiĂŞc szansĂŞ speÂłniĂŚ wymaganie teorii strun, aby na WszechÂświat skÂładaÂło siĂŞ dziewiĂŞĂŚ wymiarĂłw przestrzennych, zakÂładajÂąc - za KaluzÂą i Kleinem - Âże oprĂłcz trzech znanych, rozciÂągÂłych wymiarĂłw przestrzennych istnieje szeÂśĂŚ zwiniĂŞtych. W ten sposĂłb uratowano teoriĂŞ strun, ktĂłrej groziÂła juÂż eliminacja ze Âświata uÂżytecznych teorii fizycznych. Co wiĂŞcej, teoria strun nie tyle postuluje istnienie dodatkowych wymiarĂłw, jak to robili Kaluza, Klein i ich kontynuatorzy, lecz wrĂŞcz tego wymaga. Aby miaÂła sens, WszechÂświat powinien odznaczaĂŚ siĂŞ dziewiĂŞcioma wymiarami przestrzennymi i jednym czasowym, czyli w sumie dziesiĂŞcioma wymiarami. W ten sposĂłb hipoteza Kaluzy z 1919 roku znajduje swoje najbardziej przekonujÂące i najlepsze zastosowanie.
Fizyczne wnioski z dodatkowych wymiarĂłw

W ciÂągu lat badaĂą prowadzonych od momentu opublikowania artykuÂłu Kaluzy staÂło siĂŞ jasne, Âże chociaÂż wszystkie proponowane przez fizykĂłw dodatkowe wymiary muszÂą byĂŚ mniejsze niÂż te, ktĂłre bezpoÂśrednio "oglÂądamy" (gdyÂż ich dotÂąd nie dostrzegliÂśmy), majÂą one poÂśredni wpÂływ na obserwowane przez nas prawa fizyki. W teorii strun ten zwiÂązek miĂŞdzy mikroskopowymi wÂłaÂściwoÂściami przestrzeni a obserwowanymi prawami fizycznymi widaĂŚ szczegĂłlnie wyraÂźnie.

Aby uÂłatwiĂŚ zrozumienie caÂłego problemu, przypomnijmy, Âże masy i Âładunki czÂąstek sÂą w teorii strun okreÂślone przez rezonansowe drgania struny. WyobraÂźmy sobie ruchomÂą, oscylujÂącÂą strunĂŞ, a natychmiast stanie siĂŞ dla nas jasne, Âże drgania te ulegajÂą wpÂływom jej przestrzennego otoczenia. Za przykÂład niech posÂłuÂżÂą fale oceanu. Na otwartym morzu izolowane wzory drgaĂą powstajÂą stosunkowo swobodnie i rozchodzÂą siĂŞ w rozmaite strony. Podobnie dzieje siĂŞ z drganiami struny, gdy porusza siĂŞ ona w duÂżych, rozciÂągÂłych wymiarach przestrzennych. Jak opisano w rozdziale szĂłstym, struna taka w dowolnej chwili rĂłwnie swobodnie oscyluje w kaÂżdym z rozciÂągÂłych kierunkĂłw. JeÂśli jednak fala oceanu przejdzie przez jakieÂś ciasne miejsce, dokÂładna postaĂŚ jej ruchu z pewnoÂściÂą siĂŞ zmieni pod wpÂływem, na przykÂład, gÂłĂŞbokoÂści wody, poÂłoÂżenia i ksztaÂłtu napotkanych skaÂł oraz kanaÂłĂłw i tak dalej. Innym przykÂładem jest piszczaÂłka organĂłw lub rĂłg. DÂźwiĂŞki wytwarzane przez kaÂżdy z tych instrumentĂłw powstajÂą bezpoÂśrednio na skutek pojawienia siĂŞ we wnĂŞtrzu danego instrumentu drgajÂących w rezonansie strumieni powietrza. Drgania te sÂą z kolei okreÂślone przez rozmiary i ksztaÂłt instrumentu, przez ktĂłry przechodzÂą strumienie powietrza. ZwiniĂŞte wymiary przestrzenne wywierajÂą podobny wpÂływ na rezonansowe drgania struny. PoniewaÂż maÂłe struny drgajÂą we wszystkich wymiarach przestrzennych, sposĂłb zwiniĂŞcia i wzajemnego ustawienia dodatkowych wymiarĂłw w znaczÂący sposĂłb wpÂływa na strunĂŞ i nakÂłada duÂże ograniczenia na moÂżliwe rezonansowe wzory drgaĂą. Wzory te, w duÂżej mierze wyznaczone przez geometriĂŞ dodatkowych wymiarĂłw, tworzÂą widmo moÂżliwych wÂłaÂściwoÂści czÂąstek, ktĂłre to wÂłaÂściwoÂści obserwujemy w znanych, rozciÂągÂłych wymiarach. Geometria wyÂższych wymiarĂłw wyznacza wiĂŞc podstawowe cechy fizyczne, takie jak masy i Âładunki czÂąstek, obserwowane w zwykÂłych trzech duÂżych wymiarach przestrzennych, znanych z codziennego doÂświadczenia.

Stwierdzenie to jest niezwykle waÂżne. PowtĂłrzymy je wiĂŞc raz jeszcze. Zgodnie z teoriÂą strun WszechÂświat skÂłada siĂŞ z maÂłych strun, ktĂłrych rezonansowe drgania sÂą mikroskopowym ÂźrĂłdÂłem mas czÂąstek i ÂładunkĂłw siÂł. Teoria strun wymaga rĂłwnieÂż istnienia dodatkowych wymiarĂłw przestrzennych, ktĂłre muszÂą byĂŚ zwiniĂŞte do bardzo maÂłych rozmiarĂłw, skoro nigdy ich nie widzieliÂśmy. Ale maÂła struna moÂże badaĂŚ jedynie przestrzeĂą w maÂłej skali. Gdy struna siĂŞ porusza i wibruje, geometryczna postaĂŚ dodatkowych wymiarĂłw decyduje o wÂłaÂściwoÂściach jej rezonansowych drgaĂą. PoniewaÂż owe wzory drgaĂą widzimy w postaci mas i ÂładunkĂłw czÂąstek elementarnych, dochodzimy do wniosku, Âże te podstawowe cechy WszechÂświata sÂą w duÂżej mierze okreÂślone przez geometryczne rozmiary i ksztaÂłt dodatkowych wymiarĂłw. Jest to jedno z najdonioÂślejszych odkryĂŚ teorii strun.

Skoro dodatkowe wymiary w tak duÂżym stopniu ksztaÂłtujÂą podstawowe fizyczne wÂłaÂściwoÂści WszechÂświata, powinniÂśmy z niesÂłabnÂącym uporem dÂąÂżyĂŚ do tego, by zrozumieĂŚ, jak owe wymiary wyglÂądajÂą.

Jak wyglÂądajÂą zwiniĂŞte wymiary?

Dodatkowych wymiarĂłw przestrzennych pojawiajÂących siĂŞ w teorii strun z pewnoÂściÂą nie moÂżna poukÂładaĂŚ byle jak. RĂłwnania tej teorii w znacznym stopniu wyznaczajÂą ich geometrycznÂą postaĂŚ. W 1984 roku Philip Candelas z Uniwersytetu Teksasu w Austin, Gary Horowitz i Andrew Strominger z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara oraz Edward Witten udowodnili, Âże warunki te speÂłnia pewna szczegĂłlna klasa szeÂściowymiarowych ksztaÂłtĂłw geometrycznych. Znamy je jako przestrzenie (lub ksztaÂłty) Calabiego-Yau. NazwĂŞ nadano na czeÂśĂŚ dwĂłch matematykĂłw, Eugenio Calabiego z Uniwersytetu Pensylwanii i Shing-Tunga Yau z Uniwersytetu Harvarda, ktĂłrych badania w pokrewnej dziedzinie, jeszcze przed powstaniem teorii strun, w ogromnym stopniu przyczyniÂły siĂŞ do zrozumienia tych przestrzeni. ChociaÂż matematyka opisujÂąca przestrzenie Calabiego-Yau jest skomplikowana, Âłatwo pokazaĂŚ ich wyglÂąd na rysunku.

Rycina 8.9 przedstawia jednÂą z przestrzeni Calabiego-Yau. PatrzÂąc na rysunek, pamiĂŞtajmy o pewnych nieuniknionych ograniczeniach. Na dwuwymiarowej kartce papieru bowiem przedstawiono ksztaÂłt szeÂściowymiarowy, a to spowodowaÂło wprowadzenie znacznych znieksztaÂłceĂą. Niemniej rycina 8.9 oddaje ogĂłlny wyglÂąd przestrzeni Calabiego-Yau. KsztaÂłt przedstawiony na rycinie 8.9 to jeden z dziesiÂątkĂłw tysiĂŞcy przykÂładĂłw tej przestrzeni, ktĂłre speÂłniajÂą skomplikowane wymagania teorii strun co do dodatkowych wymiarĂłw. ChociaÂż przynaleÂżnoÂśĂŚ do klubu liczÂącego dziesiÂątki tysiĂŞcy czÂłonkĂłw nie wydaje siĂŞ zbytnim wyrĂłÂżnieniem, miejmy ÂświadomoÂśĂŚ, Âże liczba ksztaÂłtĂłw matematycznie moÂżliwych jest nieskoĂączona. Z tego punktu widzenia przestrzenie Calabiego-Yau rzeczywiÂście naleÂżÂą do rzadkoÂści.
(http://www.wiw.pl/biblioteka/piekno_greene/pict/10-z.jpg)
PrzykÂład przestrzeni Calabiego-Yau.

(http://www.wiw.pl/biblioteka/piekno_greene/pict/11-z.jpg)
Zgodnie z teoriÂą strun WszechÂświat ma dodatkowe wymiary zwiniĂŞte do postaci przestrzeni Calabiego-Yau.
WyobraÂźmy sobie teraz, Âże kaÂżdÂą ze sfer przedstawiajÂących zwiniĂŞte wymiary (por. ryc. 8.7) zastĂŞpujemy przestrzeniÂą Calabiego-Yau. Oznacza to, Âże zgodnie z teoriÂą strun w kaÂżdym punkcie trzech znanych nam rozciÂągÂłych wymiarĂłw znajduje siĂŞ szeÂśĂŚ nieznanych dotÂąd wymiarĂłw, ciasno zwiniĂŞtych do postaci jednego ze skomplikowanych ksztaÂłtĂłw, przypominajÂących ten, ktĂłry pokazano na rycinie 8.10. Wymiary te sÂą nieodÂłÂącznÂą czĂŞÂściÂą struktury przestrzennej. IstniejÂą wszĂŞdzie. JeÂśli na przykÂład zatoczymy rĂŞkÂą Âłuk, poruszamy niÂą nie tylko w trzech rozciÂągÂłych wymiarach, ale takÂże w tych zwiniĂŞtych. ZwiniĂŞte wymiary sÂą jednak na tyle maÂłe, Âże gdy ruszamy rĂŞkÂą, obiegamy je olbrzymiÂą liczbĂŞ razy, powracajÂąc wielokrotnie do punktu wyjÂścia. Ich maÂła wielkoÂśĂŚ sprawia, Âże nie ma w nich miejsca na ruch tak duÂżego obiektu, jak nasza rĂŞka. Ruch ten siĂŞ uÂśrednia. Po zatoczeniu Âłuku nie zdajemy sobie sprawy z podrĂłÂży odbytej w zwiniĂŞtych wymiarach Calabiego-Yau.
Jest to zaskakujÂąca wÂłaÂściwoÂśĂŚ teorii strun. JeÂśli jednak mamy umysÂł praktyczny, musimy wrĂłciĂŚ do zasadniczej kwestii, ktĂłra pojawiÂła siĂŞ w naszych rozwaÂżaniach. Teraz, kiedy lepiej wyobraÂżamy sobie, jak wyglÂądajÂą dodatkowe wymiary, zastanĂłwmy siĂŞ nad cechami fizycznymi wynikajÂącymi z drgaĂą strun w tych wymiarach i zwiÂązkiem tych wÂłaÂściwoÂści z wynikami doÂświadczeĂą. To najwaÂżniejsze pytanie, przed jakim stoi teoria strun.

http://www.wiw.pl/biblioteka/piekno_greene/03.asp

Przestrzenie (lub ksztaÂłty) Calabiego-Yau sÂą rodzajem rozmaitoÂści topologicznej, ktĂłra odgrywa rolĂŞ w niektĂłrych dziaÂłach matematyki (takich jak geometria algebraiczna) oraz w fizyce. Dla przykÂładu teoria strun zakÂłada istnienie dodatkowych wymiarĂłw
z wiki
http://www.swietageometria.darmowefora.pl/index.php?topic=15.msg3717#msg3717

PoniewaÂż czas i przestrzeĂą nie sÂą bezpoÂśrednio dostĂŞpne naszym zmysÂłom zmuszeni jesteÂśmy poznawaĂŚ je poÂśrednio poprzez zjawiska rozgrywajÂące siĂŞ w nich. Takiego uzasadnienia, wÂłaÂściwego dla substancjalisty, uznajÂącego niezaleÂżne od Âświata materialnego istnienie czasu i przestrzeni, nie potrzebujÂą relacjoniÂści i zwolennicy atrybutywizmu negujÂący substancjalnoÂśĂŚ czasu i przestrzeni i sprowadzajÂący je do relacji pomiĂŞdzy zdarzeniamiÂÂÂÂ[1] (w pierwszym przypadku) lub teÂż do wÂłasnoÂści lokalizacji czasoprzestrzennej zdarzeĂą (w drugim). Dla nich koniecznoÂśĂŚ odwoÂłania siĂŞ do zjawisk fizycznych w celu badania wÂłasnoÂści czasoprzestrzennych naszego Âświata jest naturalnÂą konsekwencjÂą przyjĂŞtych zaÂłoÂżeĂą ontologicznych.

Jednym z ciekawszych zjawisk, mogÂących dostarczyĂŚ nam informacji na temat wÂłasnoÂści czasu i przestrzeni, jest zjawisko ruchu. Poszukiwanie wÂłaÂściwej teorii opisujÂącej ruch pomaga nam w zrozumieniu, jakÂą naturĂŞ posiadajÂą czas i przestrzeĂą, jakie sÂą relacje pomiĂŞdzy nimi i w jakie struktury sÂą wyposaÂżone. W pracy niniejszej chciaÂłbym przeanalizowaĂŚ to zagadnienie najpierw w ramach fizyki nierelatywistycznej, potem w fizyce relatywistycznej. Na zakoĂączenie zaÂś chciaÂłbym omĂłwiĂŚ wnioski, jakie wynikajÂą z analizy zjawiska ruchu, dla problemu ontologicznego statusu czasu i przestrzeni.

Problemem, ktĂłry nie bĂŞdzie rozpatrywany w niniejszym artykule, jest problem odwracalnoÂści w czasie zjawisk fizycznych. Wszystkie znane teorie ruchu sÂą odwracalne w czasie, ale problem odwracalnoÂści w czasie zjawisk fizycznych nie moÂże byĂŚ dyskutowany wyÂłÂącznie w oparciu o analizĂŞ zjawiska ruchu.

JeÂżeli chcemy opisywaĂŚ ruch, musimy zdecydowaĂŚ siĂŞ na pewne zasadnicze wybory. Musimy mianowicie zdecydowaĂŚ siĂŞ na to, wzglĂŞdem czego chcemy opisywaĂŚ ruch oraz jakie cechy chcielibyÂśmy mu przypisaĂŚ. Ostatni ze wspomnianych wyborĂłw dotyczy symetrii czasoprzestrzennych zamierzonej teorii ruchu, pierwszy zaÂś tego, czy chcemy opisywaĂŚ ruch relacyjnie, odnoszÂąc ruchy ciaÂł do siebie, czy teÂż absolutnie, odnoszÂąc ruch do czasu i przestrzeni (ew. czasoprzestrzeni). KaÂżdy z tych wyborĂłw zakÂłada pewne wÂłasnoÂści czasu i przestrzeni, zaÂś adekwatnoÂśĂŚ uzyskanej teorii ruchu (przez adekwatnoÂśĂŚ teorii rozumiem tutaj zdolnoÂśĂŚ teorii do wyjaÂśniania i przewidywania zjawisk fizycznych) mĂłwi nam o tym, czy przyjĂŞte zaÂłoÂżenia sÂą wÂłaÂściwe, czy teÂż nie, dostarczajÂąc tym samym poszukiwanych informacji na temat czasu i przestrzeni.

ChciaÂłbym omĂłwiĂŚ teraz dokÂładniej alternatywne drogi, jakimi moÂżna postĂŞpowaĂŚ, chcÂąc stworzyĂŚ jakÂąÂś teoriĂŞ ruchu. RozpocznĂŞ przy tym od prezentacji relacjonistycznej i absolutystycznej koncepcji ruchu. Stanowisko relacjonistyczne moÂżna precyzyjniej wyraziĂŚ w nastĂŞpujÂący sposĂłb:

KaÂżdy ruch jest wzglĂŞdnym ruchem ciaÂł lub teÂż odbywa siĂŞ wzglĂŞdem pewnej

struktury, np. inercjalnej, ktĂłra to struktura jest jednoznacznie wyznaczona przez

rozkÂład materii we WszechÂświecie.

TezĂŞ powyÂższÂą naleÂży rozumieĂŚ w ten sposĂłb, Âże, zdaniem relacjonisty, adekwatna teoria ruchu powinna zawieraĂŚ w swoich rĂłwnaniach wyÂłÂącznie wielkoÂści takie jak wzglĂŞdne odlegÂłoÂści ciaÂł, wzglĂŞdne prĂŞdkoÂści ciaÂł czy wzglĂŞdne przyspieszenia ciaÂł, lub teÂż powinna odwoÂływaĂŚ siĂŞ do pewnej struktury, np. tworzonej przez klasĂŞ ukÂładĂłw inercjalnych, jednoznacznie wyznaczonej przez rozkÂład materii we WszechÂświecie.

Relacjonistycznej koncepcji ruchu (REL) odpowiadajÂą zatem dwie alternatywne strategie. Pierwsza z nich jest strategiÂą klasycznÂą, przedstawionÂą konsekwentnie dopiero w pismach Huygensa a nie, jak moÂżna by sÂądziĂŚ, Leibniza[2]. DrugÂą z moÂżliwych strategii rozwaÂżaÂł juÂż sam Newton we wczesnej pracy De Gravitatione, napisanej okoÂło roku 1668, ale odrzuciÂł jÂą jako niemoÂżliwÂą do przyjĂŞcia. Idea ta zostaÂła potem podjĂŞta przez Berkeleya (1752) i Macha (1883) a sprowadza siĂŞ ona do tego, aby wyjaÂśniaĂŚ istnienie bezwÂładnoÂściowych efektĂłw ruchu niejednostajnego przez odnoszenie ruchu do gwiazd staÂłych. Ze wzglĂŞdu na to, Âże strategia taka wcielaÂłaby w Âżycie zasadĂŞ Macha, zgodnie z ktĂłrÂą lokalne ukÂłady inercjalne zdeterminowane sÂą przez rozkÂład materii we WszechÂświecie, moÂżna by jÂą nazwaĂŚ strategiÂą machowskÂą. Dopiero OgĂłlna Teoria WzglĂŞdnoÂści (OTW) daÂła zwolennikom zasady Macha szansĂŞ na realizacjĂŞ tej strategii. Na ile nadzieje te byÂły uzasadnione sprĂłbujĂŞ pokazaĂŚ w dalszej czĂŞÂści pracy.

Zwolennik absolutystycznej koncepcji ruchu, taki jak np. Newton, bĂŞdzie oczywiÂście negowaÂł (REL) twierdzÂąc, Âże

KaÂżda adekwatna teoria ruchu musi zawieraĂŚ w swoich rĂłwnaniach co najmniej jednÂą

spoÂśrĂłd absolutnych (odnoszÂących siĂŞ do czasoprzestrzeni, a nie do innych ciaÂł)

wielkoÂści, takich jak poÂłoÂżenie, prĂŞdkoÂśĂŚ czy przyspieszenie.

To, ktĂłre z tych wielkoÂści bĂŞdzie chciaÂł absolutysta wykorzystaĂŚ w swojej teorii ruchu, bĂŞdzie zaleÂżaÂło od wÂłasnoÂści czasoprzestrzennych - mĂłwiÂąc jĂŞzykiem fizyki symetrii czasoprzestrzennych - ktĂłre zechce przypisywaĂŚ ruchowi. PoniewaÂż ÂżÂądanie, aby teoria ruchu byÂła relacjonistyczna, narzuca rĂłwnieÂż pewnego rodzaju symetrie na wielkoÂści czasoprzestrzenne wystĂŞpujÂące w takiej teorii, spĂłr o naturĂŞ ruchu pomiĂŞdzy relacjonizmem i absolutyzmem jest powiÂązany z drugim rozwaÂżanym problemem dotyczÂącym tego, jakiego typu symetrie czasoprzestrzenne powinny obowiÂązywaĂŚ w teoriach ruchu.

W przypadku pierwszej nowoÂżytnej teorii ruchu, jakÂą byÂła teoria Galileusza, o
wyborze symetrii czasoprzestrzennych zdecydowaÂło waÂżne spostrzeÂżenie, jakiego dokonaÂł jej
twĂłrca:
Zamknijcie siĂŞ z jakimÂś przyjacielem w moÂżliwie najobszerniejszym ze znajdujÂących siĂŞ pod pokÂładem pomieszczeĂą jakiegoÂś wielkiego okrĂŞtu, zabierzcie ze sobÂą muchy, motyle i inne podobne latajÂące stworzenia, weÂźcie rĂłwnieÂż spore naczynie z wodÂą, w ktĂłrym pÂływajÂą rybki, i powieÂście pod puÂłapem jakieÂś wiaderko, z ktĂłrego kropla po kropli spadaĂŚ bĂŞdzie woda w wÂąskÂą gardziel innego naczynia, podstawionego u doÂłu. Gdy okrĂŞt jeszcze stoi, przypatrujcie siĂŞ uwaÂżnie, jak skrzydlate stworzenia z jednÂą i tÂą samÂą prĂŞdkoÂściÂą latajÂą w rĂłÂżne strony kajuty. Rybki rĂłwnieÂż bĂŞdÂą pÂływaÂły bez Âżadnej dostrzegalnej rĂłÂżnicy we wszystkich kierunkach, a kapiÂące krople spadaĂŚ bĂŞdÂą wszystkie do podstawionego naczynia. (...) Niech nastĂŞpnie okrĂŞt porusza siĂŞ z dowolnÂą prĂŞdkoÂściÂą: o ile tylko ruch ten bĂŞdzie rĂłwnomierny i nie bĂŞdzie podlegaÂł koÂłysaniu tam i z powrotem, nie zobaczycie wĂłwczas najmniejszej zmiany we wszystkich wyÂżej wspomnianych zjawiskach i nie zdoÂłacie na podstawie Âżadnego z nich wywnioskowaĂŚ, czy okrĂŞt pÂłynie, czy teÂż stoi nieruchomo.
SpostrzeÂżenie to doprowadziÂło do waÂżnej zasady fizycznej, zwanej zasadÂą wzglĂŞdnoÂści
Galileusza, a mĂłwiÂącej w swoim klasycznym sformuÂłowaniu, iÂż zjawiska mechaniczne, czy
teŜ prawa dynamiki, nie wyrĂłÂżniajÂą Âżadnego z ukÂładĂłw inercjalnych, poruszajÂących siĂŞ
wzglĂŞdem siebie ze staÂłÂą prĂŞdkoÂściÂą. Zasada ta wraz z postulatem absolutnoÂści czasu,
uznawanym za pewnik przed powstaniem teorii wzglĂŞdnoÂści, wiodÂła wprost do transformacji
Galileusza (GAL), czyli grupy symetrii czasoprzestrzeni, w ktĂłrej obowiÂązuje dynamika
newtonowska.
W ramach fizyki newtonowskiej nie ma Ŝadnej moÂżliwoÂści, aby zwiÂązaĂŚ strukturĂŞ
inercjalnÂą z rozkÂładem materii we WszechÂświecie, w zwiÂązku z czym musimy przypisywaĂŚ jÂą
czasoprzestrzeni. Zatem przyspieszenie pojawiajÂące siĂŞ w drugiej zasadzie dynamiki jest
przyspieszeniem absolutnym (odniesionym do czasoprzestrzeni) a dynamika newtonowska
stanowi absolutystycznÂą teoriĂŞ ruchu. Fakt ten najwyraÂźniej uszedÂł uwadze polemistĂłw
Newtona i niektĂłrych ich komentatorĂłw; Berkeley i Mach krytykujÂąc odnoszenie przez
Newtona ruchu do przestrzeni absolutnej nie zaproponowali rĂłwnoczeÂśnie Âżadnej teorii, ktĂłra
pozwalaÂłaby na zwiÂązanie struktury inercjalnej z rozkÂładem materii we WszechÂświecie.

Wspomniane symetrie informujÂą nas o waÂżnych wÂłasnoÂściach czasu i przestrzeni w
fizyce newtonowskiej. SÂą nimi jednorodnoÂśĂŚ czasu i przestrzeni (wyraÂżajÂące siĂŞ
niezmienniczoÂściÂą obiektĂłw absolutnych mechaniki newtonowskiej wzglĂŞdem przesuniĂŞĂŚ w
czasie i przestrzeni), izotropowoÂśĂŚ przestrzeni (wyraÂżajÂąca siĂŞ niezmienniczoÂściÂą tej
mechaniki wzglĂŞdem obrotĂłw przestrzeni) oraz symetria wzglĂŞdem odbiĂŚ przestrzennych.
Warto tu jeszcze dodaĂŚ, Âże na mocy twierdzenia Noether kaÂżdej symetrii - w szczegĂłlnoÂści
symetriom czasoprzestrzennym - odpowiada pewne prawo zachowania. I tak z symetrii
wzglĂŞdem przesuniĂŞĂŚ w czasie wynika prawo zachowania energii, z symetrii wzglĂŞdem
przesuniĂŞĂŚ w przestrzeni wynika prawo zachowania pĂŞdu, a symetria wzglĂŞdem obrotĂłw w
przestrzeni pociÂąga za sobÂą prawo zachowania momentu pĂŞdu.

Mechanika newtonowska jest zatem absolutystycznÂą teoriÂą ruchu przez to, Âże jej
rĂłwnania odnoszÂą ruch do inercjalnej (lub afinicznej) struktury czasoprzestrzeni.
Sam jej twĂłrca rozumiaÂł jednak tÂą absolutnoÂśĂŚ inaczej. Newton nie rozrĂłÂżniaÂł absolutnoÂści
ontologicznej (substancjalnoÂści) przestrzeni oraz absolutnoÂści w sensie istnienia absolutnego
(wyrĂłÂżnionego) ukÂładu odniesienia i sÂądziÂł, Âże absolutnoÂśĂŚ ruchu sprowadza siĂŞ do istnienia
takiego absolutnego ukÂładu odniesienia:
Ruch absolutny jest przemieszczeniem z jednego absolutnego miejsca do innego; a ruch wzglĂŞdny jest przemieszczeniem z jednego miejsca wzglĂŞdnego do innego. Tak wiĂŞc na ÂżeglujÂącym statku [...] wzglĂŞdny spoczynek jest trwaniem ciaÂła w tej samej czĂŞÂści statku lub jego wydrÂąÂżeniu. Natomiast rzeczywisty absolutny spoczynek jest trwaniem ciaÂła w tej samej czĂŞÂści nieruchomej przestrzeni, w ktĂłrej sam statek, jego wydrÂąÂżenie i wszystko, co zawiera, porusza siĂŞ. (Newton 1979, s. 7)
Jest rzeczÂą zaskakujÂącÂą, Ŝe Newton wierzyÂł w istnienie takiego ukÂładu oraz w to, Âże absolutny
ruch polega na zmianie absolutnego poÂłoÂżenia w tym ukÂładzie, chociaÂż jednoczeÂśnie zdawaÂł
sobie sprawĂŞ, Âże nie potrafi wskazaĂŚ takiego ukÂładu.

Fizyka relatywistyczna
TworzÂąc STW, Einstein przyjÂąÂł dwa podstawowe zaÂłoÂżenia. Po pierwsze, uznaÂł, Ŝe ÂświatÂło
ma tĂŞ samÂą prĂŞdkoÂśĂŚ we wszystkich inercjalnych ukÂładach odniesienia. Po drugie zaÂś zaÂłoÂżyÂł
obowiÂązywanie zasady wzglĂŞdnoÂści, zwanej obecnie szczegĂłlnÂą zasadÂą wzglĂŞdnoÂści, a
mĂłwiÂącej, iÂż prawa fizyki (w tym rĂłwnieÂż rĂłwnania elektrodynamiki) majÂą tĂŞ samÂą postaĂŚ we
wszystkich ukÂładach inercjalnych. OpierajÂąc siĂŞ na tych zaÂłoÂżeniach Einstein wykazaÂł, iÂż
newtonowskie pojĂŞcie rĂłwnoczesnoÂści absolutnej powinno zostaĂŚ zastÂąpione
rĂłwnoczesnoÂściÂą wzglĂŞdnÂą (tzn. zrelatywizowanÂą do ukÂładu odniesienia) oraz wyprowadziÂł
wzory na przeksztaÂłcenia wiÂąÂżÂące ze sobÂą czas i przestrzeĂą w rĂłÂżnych ukÂładach inercjalnych.
Wzory te okazaÂły siĂŞ byĂŚ identyczne ze wzorami znalezionymi przez Larmora i PoincarĂŠgo,
co oznaczaÂło, iÂż elektrodynamika maxwell-owska speÂłnia szczegĂłlnÂą zasadĂŞ wzglĂŞdnoÂści.
PrzeksztaÂłcenia znalezione przez Larmora, PoincarĂŠgo i Einsteina w swojej najogĂłlniejszej
postaci zwane sÂą przeksztaÂłceniami PoincarĂŠgo.
Elektrodynamika Maxwella byÂła pierwszÂą teoriÂą speÂłniajÂącÂą nowÂą szczegĂłlnÂą zasadĂŞ
wzglĂŞdnoÂści. Mechanika newtonowska speÂłniaÂła jÂą tylko w przybliÂżeniu, przy zaÂłoÂżeniu, Âże
prĂŞdkoÂści sÂą maÂłe w porĂłwnaniu z prĂŞdkoÂściÂą ÂświatÂła. Einstein juÂż w pierwszych swoich
pracach poÂświĂŞconych STW zaproponowaÂł jednak nowÂą mechanikĂŞ, niezmienniczÂą
wzglĂŞdem (POINC).
PrzeksztaÂłcenia (POINC) tworzÂą grupĂŞ i wprowadzajÂą do czasoprzestrzeni pewnÂą
czterowymiarowÂą geometriĂŞ, od nazwiska jej twĂłrcy zwanÂą geometriÂą Minkowskiego.
Minkowskiemu udaÂło siĂŞ poprzez wprowadzenie czterowymiarowego rachunku tensorowego
zaproponowaĂŚ taki formalizm, dziĂŞki ktĂłremu sama postaĂŚ praw gwarantuje niezmienniczoÂśĂŚ
wzglĂŞdem (POINC). Rachunek ten jest odpowiednikiem trĂłjwymiarowego rachunku
wektorowego i tensorowego dla zwykÂłej przestrzeni.
Czasami uwaÂża siĂŞ, Âże to dopiero STW wprowadziÂła czterowymiarowÂą
czasoprzestrzeĂą. PojĂŞcie czterowymiarowej czasoprzestrzeni wprowadziĂŚ jednak moÂżna
rĂłwnieÂż do fizyki newtonowskiej tyle tyko, Âże hiperpowierzchnie jednoczesnoÂści (czyli
trĂłjwymiarowe momentalne przestrzenie, na ktĂłrych ulokowane sÂą zdarzenia jednoczesne
wzglĂŞdem siebie) sÂą wĂłwczas absolutne (niezaleÂżne od wyboru ukÂładu odniesienia) i
czterowymiarowy sposĂłb patrzenia na czasoprzestrzeĂą nie narzuca siĂŞ jako konieczny. W
przypadku czasoprzestrzeni Minkowskiego czasu i przestrzeni nie da siĂŞ w ten sposĂłb
oddzieliĂŚ. Musimy je odtÂąd uwaÂżaĂŚ za jeden obiekt - czterowymiarowÂą czasoprzestrzeĂą - i
zgodnie z zaleceniem Minkowskiego zrezygnowaĂŚ z poglÂądu, Âże czas i przestrzeĂą sÂą
niezaleÂżne od siebie.

STW nie podobaÂła siĂŞ Einsteinowi z dwĂłch powodĂłw12. Po pierwsze, nie dawaÂło siĂŞ
do niej wÂłÂączyĂŚ w zadowalajÂący sposĂłb teorii grawitacji. Po drugie zaÂś - i tu zaznaczyÂł siĂŞ
wpÂływ Macha - STW wprowadzaÂła odpowiednik newtonowskiej przestrzeni absolutnej w
postaci klasy ukÂładĂłw inercjalnych. UkÂłady inercjalne mianowicie wpÂływajÂą na ruch ciaÂł
same nie doznajÂąc wpÂływĂłw z ich strony. WyeliminowaĂŚ takÂą przestrzeĂą absolutnÂą moÂżna
byÂło w dwojaki sposĂłb. MoÂżna byÂło w konstruowanej teorii potraktowaĂŚ strukturĂŞ inercjalnÂą
czasoprzestrzeni jako element dynamiczny, zaleÂżny od rozkÂładu mas (chociaÂż nie
zdeterminowany przez niego). MoÂżna teÂż byÂło staraĂŚ siĂŞ zrealizowaĂŚ w przyszÂłej teorii
bardziej ambitny postulat wysuwany przez Macha, a mĂłwiÂący, iÂż bezwÂładnoÂśĂŚ ciaÂł opieraĂŚ
siĂŞ musi na oddziaÂływaniu mas. Postulat ten w innym swoim sformuÂłowaniu gÂłosi, Âże lokalne
ukÂłady inercjalne zdeterminowane sÂą przez rozkÂład materii we WszechÂświecie i tej wÂłaÂśnie
postaci pojawiÂł siĂŞ juÂż jako tzw. zasada Macha. Einstein wybraÂł drugi ze wspomnianych wariantĂłw.
Warto w tym miejscu zwrĂłciĂŚ uwagĂŞ na to, Âże oba omawiane wyÂżej postulaty,
wysuwane wobec przyszÂłej teorii, mimo pewnych zachodzÂących pomiĂŞdzy nimi podobieĂąstw,
zakÂładajÂą zasadniczo odmienne podejÂścia filozoficzne do czasoprzestrzeni. Pierwszy postulat
mĂłwi, iÂż materia we WszechÂświecie tylko wpÂływa na strukturĂŞ inercjalnÂą czasoprzestrzeni, a
poniewaÂż mamy rĂłwnieÂż wpÂływ czasoprzestrzeni i jej struktury inercjalnej na obiekty
materialne (chociaÂżby w zjawisku ruchu) podejÂście to zakÂłada rĂłwnorzĂŞdnoÂśĂŚ ontologicznÂą
czasoprzestrzeni oraz Âświata materialnego.
Punktem wyjÂścia dla Einsteina w jego pracy nad rĂłwnaniami OTW byÂło
spostrzeÂżenie, iÂż rĂłwnoÂśĂŚ masy grawitacyjnej i bezwÂładnej pociÂąga jako swojÂą konsekwencjĂŞ
to, Âże lokalnie siÂły grawitacji, wystĂŞpujÂące w ukÂładzie inercjalnym, nie sÂą odrĂłÂżnialne od siÂł
bezwÂładnoÂści wystĂŞpujÂących w ukÂładzie odniesienia przyspieszajÂącym wzglĂŞdem ukÂładu
inercjalnego. UkÂłady takie sÂą zatem sobie fizycznie rĂłwnowaÂżne. WynikaÂło stÂąd, Âże
postulowana w STW niezmienniczoÂśĂŚ praw fizyki wzglĂŞdem transformacji PoincarĂŠgo jest za
wÂąska i naleÂży postulowaĂŚ takÂże niezmienniczoÂśĂŚ praw wzglĂŞdem nieliniowych transformacji
wspĂłÂłrzĂŞdnych. PowstaÂła w ten sposĂłb nowa, ogĂłlna zasada wzglĂŞdnoÂści. Zasada ta, wraz z
zaÂłoÂżeniem mĂłwiÂącym, iÂż poszukiwane rĂłwnania pola grawitacyjnego powinny przechodziĂŚ
w granicy nierelatywistycznej w rĂłwnania newtonowskiej teorii grawitacji, doprowadziÂły
Einsteina do znalezienia nowych rĂłwnaĂą pola grawitacyjnego.
Jak wynika z powyÂższych rozwaÂżaĂą, poprzez zmianĂŞ statusu metryki z obiektu
absolutnego na dynamiczny udaÂło siĂŞ Einsteinowi zrealizowaĂŚ sÂłabszy z dwĂłch omawianych
wczeÂśniej programĂłw anty absolutystycznych. Pierwotnym jego zamiarem byÂła jednak
realizacja drugiego programu, bardziej ambitnego, wyraŜajÂącego siĂŞ zasadÂą Macha. Czy ten
plan mu siĂŞ powiĂłdÂł?
Fiasko zasady Macha sprawiÂło, Âże nie da siĂŞ lokalnych ukÂładĂłw inercjalnych oraz caÂłej
struktury afinicznej jednoznacznie zwiÂązaĂŚ z rozkÂładem materii we WszechÂświecie i musimy
jÂą wiÂązaĂŚ z czasoprzestrzeniÂą. Jest to zatem absolutystyczna teoria ruchu.
Jak wynika z powyÂższych rozwaÂżaĂą, w teorii wzglĂŞdnoÂści, zarĂłwno szczegĂłlnej jak i
ogĂłlnej, ruch jest absolutny. Nie wyklucza to jednak istnienia innej teorii, obowiÂązujÂącej dla
wszystkich moÂżliwych prĂŞdkoÂści, w ktĂłrej ruch mĂłgÂłby byĂŚ relacyjny.

Przyjmijmy, Âże substancjalizm jest poglÂądem gÂłoszÂącym substancjalnoÂśĂŚ czasoprzestrzeni, rozumianÂą w nastĂŞpujÂący sposĂłb:

SUB Punkty czasoprzestrzeni sÂą indywiduami zaÂś czasoprzestrzeĂą jest teoriomnogoÂściowym zbiorem takich punktĂłw.

Jako uzupeÂłnienie powyÂższej definicji oraz przedstawionych poniÂżej pozostaÂłych stanowisk ontologicznych zakÂładam realizm naukowy, zgodnie z ktĂłrym naleÂży uznawaĂŚ istnienie tych bytĂłw, do ktĂłrych w nieeliminowany sposĂłb odnoszÂą siĂŞ nasze najlepsze teorie naukowe. Przez relacjonizm bĂŞdĂŞ rozumiaÂł stanowisko okreÂślone przez dwie tezy, z ktĂłrych pierwsza jest negacjÂą ontologicznej tezy substancjalizmu (SUB), druga zaÂś gÂłosi, Âże punkty czasoprzestrzeni nie sÂą wÂłasnoÂściami lokalizacji zdarzeĂą. Tego typu podziaÂł nie jest dychotomiÂą, moÂżliwe jest bowiem stanowisko poÂśrednie pomiĂŞdzy substancjalizmem i relacjonizmem - atrybutywizm - zgodnie z ktĂłrym punkty czasoprzestrzeni sÂą wÂłasnoÂściami lokalizacji zdarzeĂą. Atrybutywizm, jako stanowisko poÂśrednie, posiada pewne cechy wspĂłlne z oboma pozostaÂłymi stanowiskami. Z relacjonizmem ÂłÂączy go negowanie substancjalnoÂści czasoprzestrzeni, z substancjalizmem zaÂś odrzucenie moÂżliwoÂści ograniczenia siĂŞ w opisie zjawisk do relacji (dwu- lub wiĂŞcej czÂłonowych) pomiĂŞdzy zdarzeniami lub ciaÂłami.
http://www.etiudafilozoficzna.pl/Tematy/czip/rpczgol.html

Poszerzenie tematu dla tych dociekliwszych :
http://www.etiudafilozoficzna.pl/Tematy/czip/sporonatczipgol.html

W trakcie tej rozmowy chciaÂłbym trochĂŞ pospekulowaĂŚ na temat rozwoju Âżycia we wszechÂświecie, w szczegĂłlnoÂści zaÂś - rozwoju inteligentnego Âżycia. WÂłÂączĂŞ do tego rĂłwnieÂż rodzaj ludzki, nawet mimo tego, Âże wiĂŞkszoÂśĂŚ jego zachowaĂą w caÂłej historii byÂło doÂśĂŚ gÂłupich i bynajmniej nieobliczonych na przetrwanie gatunkĂłw. ChciaÂłbym omĂłwiĂŚ dwa pytania, pierwsze to, “Jaka jest moÂżliwoÂśĂŚ, Âże gdzieÂś jeszcze we wszechÂświecie istnieje Âżycie?", drugie zaÂś brzmi "Jak Âżycie moÂże siĂŞ rozwinÂąĂŚ w przyszÂłoÂści?".

CzĂŞsto zdarza siĂŞ, Âże rzeczy, wraz z upÂływem czasu, stajÂą siĂŞ coraz bardziej nieuporzÂądkowane i chaotyczne. TÂą obserwacjĂŞ moÂżna przenieÂśĂŚ na grunt statusu prawa, tak zwanej Drugiej Zasady Termodynamiki. MĂłwi ona, Âże caÂłkowita iloÂśĂŚ nieporzÂądku lub entropii we wszechÂświecie zawsze wzrasta z upÂływem czasu. Zasada ta odnosi siĂŞ jednak tylko do caÂłkowitej iloÂści nieporzÂądku. PorzÂądek w jednym ciele moÂże wzrosnÂą, o ile iloÂśĂŚ nieporzÂądku w jego otoczeniu wzroÂśnie bardziej od niego. Proces taki nastĂŞpuje w Âżywym ciele. KtoÂś moÂże zdefiniowaĂŚ Âżycie jako uporzÂądkowany system, ktĂłry moÂże oprzeĂŚ siĂŞ tendencji do nieporzÂądku i ktĂłry moÂże sam siebie reprodukowaĂŚ. To znaczy, Âże moÂże tworzyĂŚ podobne, lecz niezaleÂżne, uporzÂądkowane systemy. Aby tego dokonaĂŚ, system musi przemieniĂŚ energiĂŞ w jakiejÂś uporzÂądkowanej postaci, takiej jak jedzenie, ÂświatÂło sÂłoneczne lub energia elektryczna, w energiĂŞ nieuporzÂądkowanÂą pod postaciÂą ciepÂła. W ten sposĂłb system moÂże speÂłniĂŚ warunek zwiĂŞkszania caÂłkowitej iloÂści nieporzÂądku, przy jednoczesnym zwiĂŞkszaniu porzÂądku wewnÂątrz siebie i swojego potomstwa. ÂŻywa istota zwykle posiada dwa elementy: zestaw instrukcji, ktĂłre mĂłwiÂą systemowi, jak przetrwaĂŚ i dokonaĂŚ reprodukcji samego siebie, oraz mechanizm do wykonywania tych instrukcji. W biologii te dwie czĂŞÂści zwane sÂą genami i metabolizmem. Warto jednak podkreÂśliĂŚ, Âże nie musi w nich byĂŚ nic biologicznego. PrzykÂładowo, wirus komputerowy to program, ktĂłry bĂŞdzie wykonywaÂł kopie samego siebie w pamiĂŞci komputera i bĂŞdzie siĂŞ rozprzestrzeniaÂł na inne komputery. StÂąd wypeÂłnia on definicjĂŞ Âżywego systemu, ktĂłrÂą podaÂłem. Podobnie jak wirus biologiczny, jest to raczej postaĂŚ zdegenerowana, poniewaÂż zawiera jedynie instrukcje lub geny i nie posiada Âżadnego wÂłasnego metabolizmu. Zamiast tego, przeprogramowuje on metabolizm komputera-nosiciela lub komĂłrki. NiektĂłrzy ludzie poddawali w wÂątpliwoÂśĂŚ to, czy wirusy naleÂży uznaĂŚ za Âżycie, poniewaÂż sÂą one pasoÂżytami i nie mogÂą istnieĂŚ niezaleÂżnie od swoich nosicieli. Jednak wiĂŞkszoÂśĂŚ form Âżycia, w tym my, to pasoÂżyty wÂłaÂśnie, poniewaÂż Âżywimy siĂŞ i jesteÂśmy zaleÂżni od przetrwania innych form Âżycia. MyÂślĂŞ, Âże wirusy komputerowe naleÂży uznaĂŚ za Âżycie. ByĂŚ moÂże coÂś o ludzkiej naturze mĂłwi to, Âże jedyna forma Âżycia, jakÂą do tej pory stworzyliÂśmy, jest czysto destruktywna. Porozmawiajmy o tworzeniu Âżycia na nasze podobieĂąstwo. Do elektronicznych form Âżycia powrĂłcĂŞ pĂłÂźniej.

Zasada Antropiczna. Gdyby warunki nie byÂły przyjazne dla Âżycia, nie pytalibyÂśmy, dlaczego ono jest takie, jakie jest

To, o czym zwykle myÂślimy jako o "Âżyciu", jest oparte na ÂłaĂącuchach wĂŞgla, poÂłÂączonych z kilkoma innymi atomami, na przykÂład azotu lub fosforu. MoÂżna spekulowaĂŚ, Âże coÂś moÂże posiadaĂŚ Âżycie oparte na innej podstawie chemicznej, na przykÂład na silikonie, wĂŞgiel jednak wydaje siĂŞ byĂŚ pierwiastkiem najbardziej sprzyjajÂącym, poniewaÂż posiada najbogatszÂą chemiĂŞ. Aby atomy wĂŞgla mogÂły w ogĂłle istnieĂŚ i posiadaĂŚ takie wÂłaÂściwoÂści, jakie posiadajÂą, niezbĂŞdne jest idealne dostosowanie staÂłych fizycznych takich, jak skala QCD, Âładunek elektryczny, a nawet wymiar czasoprzestrzeni. Gdyby te staÂłe posiadaÂły wyraÂźnie rĂłÂżne wartoÂści, wĂłwczas jÂądro atomu wĂŞgla nie byÂłoby stabilne albo elektrony rozbijaÂłyby siĂŞ na jÂądrze. Na pierwszy rzut oka wydaje siĂŞ oczywiste, Âże wszechÂświat jest tak dokÂładnie dostrojony. ByĂŚ moÂże dowodem na to jest to, Âże wszechÂświat zostaÂł specjalnie zaprojektowany do stworzenia gatunku ludzkiego. NaleÂży jednak uwaÂżaĂŚ na takie argumenty z uwagi na coÂś, co nazywane jest ZasadÂą AntropicznÂą. Jest ona oparta na samosprawdzajÂącej siĂŞ prawdzie, Âże gdyby wszechÂświat nie byÂł odpowiedni dla Âżycia, nie pytalibyÂśmy, dlaczego jest on tak dokÂładnie zaprogramowany. MoÂżna zastosowaĂŚ ZasadĂŞ AntropicznÂą lub jej SilnÂą lub SÂłabÂą wersjĂŞ. Przy Silnej Zasadzie Antropicznej przypuszcza siĂŞ, Âże istnieje wiele rĂłÂżnych wszechÂświatĂłw, z czego kaÂżdy posiada odmienne wartoÂści staÂłych fizycznych. Przy maÂłej iloÂści wartoÂści te pozwolÂą na istnienie takich obiektĂłw, jak atomy wĂŞgla, ktĂłre mogÂą dziaÂłaĂŚ jako budulce Âżywych systemĂłw. PoniewaÂż musimy ÂżyĂŚ w jednym z tych wszechÂświatĂłw, nie powinniÂśmy byĂŚ zaskoczeni tym, Âże staÂłe fizyczne sÂą tak dokÂładnie zestrojone. Gdyby tak nie byÂło, nie byÂłoby nas. Silna postaĂŚ Zasady Antropicznej nie jest zbyt zadowalajÂąca. Jakie znaczenie operacyjne moÂżna nadaĂŚ istnieniu wszystkich pozostaÂłych wszechÂświatĂłw? A jeÂśli sÂą one odseparowane od naszego wszechÂświata, to w jaki sposĂłb to, co siĂŞ wewnÂątrz nich dzieje, wpÂływa na nasz wszechÂświat? Zamiast tego, zastosujĂŞ coÂś, co znane jest jako SÂłaba Zasada Antropiczna. To znaczy, Âże wezmĂŞ wartoÂści staÂłych fizycznych, jak podano. ZobaczĂŞ jednak, jakie wnioski moÂżna wyciÂągnÂąĂŚ z faktu, Âże Âżycie istnieje na tej planecie na tym etapie historii wszechÂświata.

Silna Zasada Antropiczna. Istnieje wiele wszechÂświatĂłw posiadajÂących rĂłÂżne wartoÂści staÂłych fizycznych

OkoÂło 15 miliardĂłw lat temu, gdy w wyniku Wielkiego Wybuchu powstaÂł wszechÂświat, nie byÂło jeszcze wĂŞgla. ByÂło tak gorÂąco, Âże caÂła materia miaÂła postaĂŚ czÂąstek zwanych protonami i neutronami. Na poczÂątku istniaÂła rĂłwna iloÂśĂŚ protonĂłw i neutronĂłw. PoniewaÂż jednak wszechÂświat rozszerzaÂł siĂŞ, nastĂŞpowaÂło rĂłwnieÂż jego schÂłodzenie. OkoÂło minuty po Wielkim Wybuchu temperatura spadÂła do okoÂło miliarda stopni, a wiĂŞc temperatury sÂłoĂąca pomnoÂżonej razy sto. W takiej temperaturze neutrony zaczynajÂą siĂŞ rozpadaĂŚ i tworzyĂŚ wiĂŞkszÂą iloÂśĂŚ protonĂłw. Gdyby to byÂło wszystko, co siĂŞ staÂło, wĂłwczas caÂła materia we wszechÂświecie skoĂączyÂłaby pod postaciÂą najprostszego pierwiastka, wodoru, ktĂłrego jÂądro skÂłada siĂŞ z pojedynczego protonu. NiektĂłre z neutronĂłw zderzaÂły siĂŞ jednak z protonami i sklejaÂły siĂŞ z nimi, tworzÂąc kolejny najprostszy pierwiastek, hel, ktĂłrego jÂądro skÂłada siĂŞ z dwĂłch protonĂłw i dwĂłch neutronĂłw. W najwczeÂśniejszym okresie istnienia wszechÂświata nie powstaÂły Âżadne ciĂŞÂższe pierwiastki, takie jak wĂŞgiel czy tlen. Trudno wyobraziĂŚ sobie, by moÂżliwe byÂło zbudowanie ÂżyjÂącego systemu jedynie z wodoru i helu, poza tym wczesny wszechÂświat wciÂąÂż byÂł zbyt gorÂący dla atomĂłw, by te mogÂły ÂłÂączyĂŚ siĂŞ w czÂąsteczki.

SÂłaba Zasada Antropiczna. OtrzymujÂąc staÂłe fizyczne, co moÂżemy wywnioskowaĂŚ z faktu, Âże Âżycie istnieje tu i teraz?

WszechÂświat w dalszym ciÂągu rozszerzaÂł siĂŞ i ochÂładzaÂł. NiektĂłre jego regiony posiadaÂły jednak gĂŞstoÂśĂŚ wiĂŞkszÂą od pozostaÂłych. Grawitacyjne przyciÂąganie dodatkowej materii w tych regionach mogÂło spowolniĂŚ ich rozszerzanie, a czasami caÂłkowicie jÂą zatrzymywaÂło. Zamiast tego, poczÂąwszy od okoÂło dwĂłch miliardĂłw lat po Wielkim Wybuchu zaczĂŞÂły siĂŞ one rozpadaĂŚ i tworzyĂŚ galaktyki i gwiazdy. NiektĂłre z wczesnych gwiazd mogÂły byĂŚ ciĂŞÂższe od naszego sÂłoĂąca. ByÂły one gorĂŞtsze od sÂłoĂąca i mogÂły spalaĂŚ pierwiastki poczÂąwszy od oryginalnego wodoru i helu po ciĂŞÂższe pierwiastki, takie jak wĂŞgiel, tlen czy Âżelazo. TrwaÂło to zaledwie kilkaset milionĂłw lat. Po tym okresie niektĂłre z gwiazd eksplodowaÂły jako supernowe i rozrzuciÂły ciĂŞÂżkie pierwiastki spowrotem w kosmos, tworzÂąc surowy materiaÂł dla kolejnych pokoleĂą gwiazd.

Inne gwiazdy sÂą zdecydowanie zbyt daleko od nas, byÂśmy mogli sprawdziĂŚ bezpoÂśrednio, czy posiadajÂą one krÂąÂżÂące wokĂłÂł nich planety. Jednak niektĂłre gwiazdy, zwane pulsarami, emitujÂą regularne impulsy fal radiowych. Obserwujemy niewielkÂą zmiennoÂśĂŚ czĂŞstotliwoÂści niektĂłrych pulsarĂłw, co oznacza, Âże sÂą one zakÂłĂłcane przez okrÂąÂżajÂące je planety wielkoÂści Ziemi. Jest maÂło prawdopodobne, aby na planetach okrÂąÂżajÂących pulsary istniaÂło Âżycie, poniewaÂż wszystkie znajdujÂące siĂŞ na nich ÂżyjÂątka zostaÂły zabite przez eksplozjĂŞ supernowej, ktĂłra doprowadziÂła do przemiany gwiazdy w pulsar. Fakt, Âże przy kilku pulsarach zaobserwowano planety, sugeruje jednak, Âże pewien uÂłamek spoÂśrĂłd stu miliardĂłw gwiazd znajdujÂących siĂŞ w naszej galaktyce rĂłwnieÂż moÂże posiadaĂŚ planety. StÂąd warunki planetarne niezbĂŞdne dla naszej formy Âżycia mogÂły istnieĂŚ juÂż okoÂło czterech miliardĂłw lat po Wielkim Wybuchu.

Cztery kwasy nukleinowe znajdujÂące siĂŞ w DNA, uÂłoÂżone wedÂług par:
Tymina - Adenina
Cytozyna - Guanina

Nasz ukÂład sÂłoneczny powstaÂł okoÂło czterech i pĂłÂł miliarda lat temu lub okoÂło dziesiĂŞciu miliardĂłw lat po Wielkim Wybuchu, z gazu wymieszanego z pozostaÂłoÂściami wczeÂśniejszych gwiazd. Ziemia zostaÂła uformowana gÂłĂłwnie z ciĂŞÂższych pierwiastkĂłw, w tym wĂŞgla i tlenu. JakimÂś sposobem niektĂłre z tych atomĂłw zostaÂły poÂłÂączone w postaci czÂąsteczek DNA. DNA posiada postaĂŚ podwĂłjnej spirali, co zostaÂło odkryte przez Cricka i Watsona w chacie niedaleko New Museum w Cambridge. ÂŁÂączÂąc dwa ÂłaĂącuchy w spiralĂŞ, otrzymamy parĂŞ kwasĂłw nukleinowych. IstniejÂą cztery rodzaje kwasu nukleinowego - adenina, cytozyna, guanina i tymina. Adenina w jednym ÂłaĂącuchu jest zawsze poÂłÂączona z tyminÂą w drugim ÂłaĂącuchu, guanina zaÂś - z cytozynÂą. StÂąd sekwencja kwasĂłw nukleinowych w jednym ÂłaĂącuchu definiuje unikalnÂą, uzupeÂłniajÂącÂą sekwencjĂŞ w drugim ÂłaĂącuchu. Dwa ÂłaĂącuchy mogÂą siĂŞ nastĂŞpnie odÂłÂączyĂŚ i kaÂżdy z nich bĂŞdzie dziaÂłaÂł jako szablon do budowy kolejnych ÂłaĂącuchĂłw. Dlatego czÂąsteczki DNA mogÂą kopiowaĂŚ informacjĂŞ genetycznÂą zakodowanÂą w ich sekwencjach kwasĂłw nukleinowych. Fragmenty sekwencji mogÂą byĂŚ rĂłwnieÂż uÂżywane do budowy protein i innych zwiÂązkĂłw chemicznych, ktĂłre mogÂą przenosiĂŚ zakodowane w sekwencji instrukcje i gromadziĂŚ surowy materiaÂł do kopiowania DNA.

Nie wiemy, jak pojawiÂły siĂŞ pierwsze czÂąsteczki DNA. Szanse przeciwko powstaniu czÂąsteczki DNA w wyniku przypadkowych wahaĂą sÂą bardzo maÂłe. Dlatego niektĂłrzy ludzie sugerujÂą, Âże Âżycie przybyÂło na ZiemiĂŞ z innego miejsca i Âże istniejÂą ziarna Âżycia przepÂływajÂące przez galaktykĂŞ. Wydaje siĂŞ jednak nieprawdopodobne, by DNA mogÂło przetrwaĂŚ dÂługi czas w panujÂącym w kosmosie promieniowaniu. ZresztÂą, nawet gdyby tak byÂło, tak naprawdĂŞ nie pomogÂłoby nam wyjaÂśniĂŚ pochodzenia Âżycia, poniewaÂż czas, ktĂłry upÂłynÂąÂł od powstania wĂŞgla, jest rĂłwny zaledwie podwojonemu wiekowi Ziemi.

Jedna z moÂżliwoÂści jest taka, Âże powstanie czegoÂś takiego jak DNA, ktĂłre byÂłoby w stanie samo siĂŞ kopiowaĂŚ, jest ekstremalnie nieprawdopodobne. Jednak we wszechÂświecie zawierajÂącym bardzo duÂżÂą, lub nieskoĂączonÂą, iloÂśĂŚ gwiazd moÂżna siĂŞ spodziewaĂŚ wystÂąpienia DNA w kilku systemach gwiezdnych, byÂłyby one jednak silnie od siebie odseparowane. Nie jest jednak zaskoczeniem czy nieprawdopodobieĂąstwem fakt, Âże Âżycie powstaÂło na Ziemi. Jest to jedynie zastosowanie SÂłabej Zasady Antropicznej: jeÂśli Âżycie pojawiÂło siĂŞ akurat tutaj, zamiast na innej planecie, bĂŞdziemy pytaĂŚ, dlaczego to siĂŞ tutaj staÂło.

JeÂśli pojawienie siĂŞ Âżycia na danej planecie byÂło bardzo maÂło prawdopodobne, moÂżna by oczekiwaĂŚ, Âże zajmie to duÂżo czasu. MĂłwiÂąc precyzyjniej, moÂżna by siĂŞ spodziewaĂŚ, Âże Âżycie pojawi siĂŞ wÂłaÂśnie w czasie dalszej ewolucji do inteligentnych istot, takich jak my, Âże nastÂąpi przed odciĂŞciem spowodowanym czasem Âżycia sÂłoĂąca. Jest to okoÂło dziesiĂŞciu miliardĂłw lat, po ktĂłrych sÂłoĂące rozroÂśnie siĂŞ i wchÂłonie ZiemiĂŞ. Inteligentna forma Âżycia mogÂłaby opracowaĂŚ technikĂŞ podrĂłÂży w kosmosie i byĂŚ zdolna do ucieczki na innÂą gwiazdĂŞ. W innym jednak wypadku Âżycie na Ziemi przestaÂłoby istnieĂŚ.

IstniejÂą dowody w postaci skamieniaÂłoÂści potwierdzajÂące, Âże okoÂło 3,5 miliarda lat temu na Ziemi istniaÂła jakaÂś forma Âżycia. MogÂło to nastÂąpiĂŚ zaledwie 500 milionĂłw lat po tym, jak Ziemia ustabilizowaÂła siĂŞ i ochÂłodziÂła na tyle, by mogÂło siĂŞ na niej rozwinÂąĂŚ Âżycie. ÂŻycie jednak potrzebowaÂło siedmiu miliardĂłw lat, by siĂŞ rozwinÂąĂŚ, i wciÂąÂż pozostawia czas takim istotom, jak my, ktĂłre zapytaÂłyby o pochodzenie Âżycia. JeÂśli prawdopodobieĂąstwo rozwiniĂŞcia siĂŞ Âżycia na danej planecie jest bardzo maÂłe, dlaczego staÂło siĂŞ to na Ziemi, i to w ciÂągu 1/14 dostĂŞpnego czasu?

Wczesne pojawienie siĂŞ Âżycia na Ziemi sugeruje, Âże istnieje duÂże prawdopodobieĂąstwo spontanicznego powstania Âżycia w sprzyjajÂących warunkach. ByĂŚ moÂże istniaÂła jakaÂś prostsza forma organizacji, ktĂłra stworzyÂła DNA. Gdy pojawiÂło siĂŞ DNA, mogÂło ono dziaÂłaĂŚ tak skutecznie, Âże caÂłkowicie zastÂąpiÂło wszystkie poprzednie formy Âżycia. Nie wiemy, czym te poprzednie formy mogÂły byĂŚ. JednÂą z moÂżliwoÂści jest RNA. Jest ono podobne do DNA, ale raczej prostsze i nie posiada struktury podwĂłjnej spirali. MaÂłej dÂługoÂści RNA mogÂły kopiowaĂŚ siĂŞ jak DNA, mogÂły teÂż w koĂącu zbudowaĂŚ DNA. Nie da siĂŞ wytworzyĂŚ kwasĂłw nukleinowych w laboratorium, z nie-Âżywych materiaÂłĂłw, pozostaje wiĂŞc RNA. MinĂŞÂło jednak 500 milionĂłw lat i wiĂŞkszoÂśĂŚ Ziemi pokrywaÂły oceany, istnieje wiĂŞc duÂże prawdopodobieĂąstwo istnienia RNA, ktĂłre powstaÂło przez przypadek.

Gdy DNA siĂŞ kopiowaÂło, mogÂły powstaĂŚ przypadkowe bÂłĂŞdy. Wiele z tych bÂłĂŞdĂłw byÂło szkodliwych, i one zanikÂły. NiektĂłre byÂły neutralne. To znaczy, Âże nie wpÂływaÂły one na funkcjĂŞ genu. Takie bÂłĂŞdy doprowadziÂły do powstania stopniowego genetycznego dryfu, ktĂłry wydaje siĂŞ wystĂŞpowaĂŚ u wszystkich populacji. Kilka bÂłĂŞdĂłw mogÂło sprzyjaĂŚ przetrwaniu gatunkĂłw. ZostaÂły one wybrane przez darwinowskÂą naturalnÂą selekcjĂŞ.

Proces biologicznej ewolucji byÂł z poczÂątku bardzo powolny. MinĂŞÂło dwa i pĂłÂł miliarda lat, zanim najwczeÂśniejsze komĂłrki wyewoluowaÂły do wielokomĂłrkowych zwierzÂąt, a kolejny miliard lat trwaÂła ewolucja przez ryby i gady do ssakĂłw. Nagle jednak ewolucja zdaÂła siĂŞ przyspieszyĂŚ. RozwĂłj poczÂąwszy od wczesnych ssakĂłw do nas trwaÂł zaledwie okoÂło sto milionĂłw lat. To dlatego, Âże ryby posiadajÂą wiĂŞkszoÂśĂŚ waÂżnych dla czÂłowieka organĂłw, ssaki zaÂś - dokÂładnie wszystkie. Wszystkim, co byÂło potrzebne do wyewoluowania od wczesnych ssakĂłw, takich jak lemury, do czÂłowieka, byÂło precyzyjne dostrojenie.

DNA = 100 000 000 bitĂłw
Biblioteka uniwersytecka = 10 000 000 000 000 bitĂłw

Z gatunkiem ludzkim ewolucja osiÂągnĂŞÂła jednak punkt krytyczny, porĂłwnywalny pod wzglĂŞdem waÂżnoÂści z rozwiniĂŞciem siĂŞ DNA. ByÂł to rozwĂłj jĂŞzyka, szczegĂłlnie jego formy pisemnej. To znaczy, Âże informacja moÂże byĂŚ przekazywana z pokolenia na pokolenie, inaczej niÂż w sposĂłb genetyczny, czyli poprzez DNA. W ciÂągu tysiÂąca lat zapisanej historii nie nastÂąpiÂła wykrywalna zmiana w ludzkim DNA spowodowana ewolucjÂą biologicznÂą. IloÂśĂŚ wiedzy przekazywanej z pokolenia na pokolenie wzrosÂła jednak ogromnie. Ludzie DNA zawiera okoÂło trzech miliardĂłw kwasĂłw nukleinowych. WiĂŞkszoÂśĂŚ informacji zakodowanej w tej sekwencji jest jednak zbĂŞdna lub nieaktywna. CaÂłkowita iloÂśĂŚ uÂżytecznej informacji znajdujÂącej siĂŞ w naszych genach wynosi prawdopodobnie okoÂło stu milionĂłw bitĂłw. Jeden bit informacji stanowi odpowiedÂź na pytanie typu "tak lub nie". W porĂłwnaniu z tym, spisana na papierze opowieÂśĂŚ moÂże zawieraĂŚ dwa miliony bitĂłw informacji. CzÂłowiek odpowiada wiĂŞc piĂŞĂŚdziesiĂŞciu romansom typu "Mills and Boon". GÂłĂłwna biblioteka narodowa moÂże zawieraĂŚ okoÂło miliona ksiÂąÂżek lub okoÂło dziesiĂŞĂŚ trylionĂłw bitĂłw. IloÂśĂŚ informacji spisanej w ksiÂąÂżkach jest wiĂŞc sto tysiĂŞcy razy wiĂŞksza, niÂż w DNA.

WaÂżniejszy nawet jest fakt, Âże informacja zawarta w ksiÂąÂżkach moÂże byĂŚ zmieniana i aktualizowana duÂżo szybciej. Wyewoluowanie od maÂłp zajĂŞÂło nam kilka milionĂłw lat. W tym czasie uÂżyteczna informacja w naszym DNA zmieniÂła siĂŞ prawdopodobnie w iloÂści zaledwie kilku milionĂłw bitĂłw. SzybkoÂśĂŚ ewolucji biologicznej u ludzi wynosi zatem okoÂło jednego bita na rok. W porĂłwnaniu z tym, kaÂżdego roku publikowanych jest w jĂŞzyku angielskim okoÂło 50000 nowych ksiÂąÂżek, zawierajÂących uporzÂądkowane sto miliardĂłw bitĂłw informacji. OczywiÂście, ogromna wiĂŞkszoÂśĂŚ tej informacji to gÂłupoty nieprzydatne Âżadnej formie Âżycia. Ale nawet jeÂśli tak jest, iloÂśĂŚ uÂżytecznej informacji moÂże byĂŚ liczona w milionach, jeÂśli nie miliardach, razy wiĂŞkszej, niÂż ta zawarta w DNA.

To oznacza, Âże wkroczyliÂśmy w nowÂą fazĂŞ ewolucji. Najpierw ewolucja nastĂŞpowaÂła poprzez dobĂłr naturalny z przypadkowych mutacji. Ta darwinowska faza trwaÂła okoÂło trzy i pĂłÂł miliarda lat, i stworzyÂła nas, istoty, ktĂłre rozwinĂŞÂły jĂŞzyk, by wymieniaĂŚ informacjĂŞ. W ciÂągu ostatnich okoÂło dziesiĂŞciu tysiĂŞcy lat znajdowaliÂśmy siĂŞ jednak w czymÂś, co moÂżna nazwaĂŚ fazÂą transmisji zewnĂŞtrznej. W tej fazie wewnĂŞtrzny zapis informacji przekazywanej kolejnym pokoleniom w DNA nie zmieniÂł siĂŞ znaczÂąco. Zapis zewnĂŞtrzny jednak, pod postaciÂą ksiÂąÂżek i innych dÂługotrwaÂłych postaci przechowywania, ogromnie wzrĂłsÂł. NiektĂłrzy uÂżywajÂą okreÂślenia "ewolucja" tylko dla wewnĂŞtrznie przekazywanego materiaÂłu genetycznego i sprzeciwiajÂą siĂŞ stosowaniu tego okreÂślenia do informacji zapisywanej na zewnÂątrz. MyÂślĂŞ jednak, Âże jest to zbyt wÂąski poglÂąd. JesteÂśmy tym, co zebraliÂśmy przez ostatnie dziesiĂŞĂŚ tysiĂŞcy lat, w szczegĂłlnoÂści zaÂś przez ostatnie trzysta. MyÂślĂŞ, Âże warto przyjÂąĂŚ szerszy poglÂąd i umieÂściĂŚ zewnĂŞtrznie przekazywanÂą informacjĂŞ wraz z DNA w ewolucji gatunku ludzkiego.

Skala czasowa ewolucji w okresie transmisji zewnĂŞtrznej jest skalÂą czasowÂą akumulacji informacji. Zwykle wynosi ona setki, a nawet tysiÂące lat. Obecnie jednak ta skala czasowa skurczyÂła siĂŞ do okoÂło 50 lat lub mniej. Z drugiej strony, mĂłzgi, dziĂŞki ktĂłrym przetwarzamy tÂą informacjĂŞ, ewoluowaÂły tylko w darwinowskiej skali czasowej, wynoszÂącej setki lub tysiÂące lat. W tym miejscu zaczynajÂą siĂŞ problemy. W XVIII wieku mĂłwiono, Âże Âżyje czÂłowiek, ktĂłry przeczytaÂł wszystkie napisane ksiÂąÂżki. DziÂś jednak, gdybyÂś czytaÂł po jednej ksiÂąÂżce dziennie, przeczytanie wszystkich pozycji znajdujÂących siĂŞ w Bibliotece Narodowej zajĂŞÂłoby ci 15 tysiĂŞcy lat. W tym czasie powstaÂłoby jeszcze wiĂŞcej ksiÂąÂżek.

To znaczy, Âże nikt nie moÂże byĂŚ specjalistÂą w zakresie wiĂŞcej niÂż maÂłego kawaÂłka ludzkiej wiedzy. Ludzie specjalizujÂą siĂŞ w coraz wĂŞÂższych dziedzinach. Prawdopodobnie bĂŞdzie to gÂłĂłwne ograniczenie w przyszÂłoÂści. Nie moÂżemy tak dziaÂłaĂŚ przez dÂłuÂższy czas z wciÂąÂż rosnÂącÂą szybkoÂściÂą wzrostu wiedzy, jakÂą mieliÂśmy przez ostatnie trzysta lat. WiĂŞkszym nawet ograniczeniem i zagroÂżeniem dla przyszÂłych pokoleĂą jest to, Âże wciÂąÂż posiadamy instynkty, w szczegĂłlnoÂści zaÂś agresywne impulsy, ktĂłre posiadaliÂśmy jeszcze w czasach jaskiniowcĂłw. Agresja, pod postaciÂą podbijania lub zabijania innych ludzi oraz zabierania im poÂżywienia i kobiet, do dziÂś dnia ma zdecydowanÂą, przetrwaniowÂą zaletĂŞ. Obecnie jednak moÂże ona zniszczyĂŚ caÂły rodzaj ludzki i wiĂŞkszoÂśĂŚ z reszty Âżycia na Ziemi. Wojna nuklearna wciÂąÂż stanowi pilne zagroÂżenie, jednak istniejÂą jeszcze inne, takie jak wypuszczenie genetycznie zaprogramowanego wirusa lub niestabilnoÂśĂŚ efektu cieplarnianego.

Nie ma czasu, by czekaĂŚ na darwinowskÂą ewolucjĂŞ, ktĂłra uczyni nas bardziej inteligentnymi i Âłagodniej usposobionymi. Wkraczamy jednak obecnie w nowÂą fazĂŞ, ktĂłrÂą moÂżna nazwaĂŚ samozaprojektowanÂą ewolucjÂą, w ktĂłrej bĂŞdziemy w stanie zmieniaĂŚ i ulepszaĂŚ nasze DNA. Istnieje juÂż nowy projekt zmapowania caÂłej sekwencji ludzkiego DNA. BĂŞdzie on kosztowaÂł kilka miliardĂłw dolarĂłw, sÂą to jednak grosze jak na projekt o takim znaczeniu. Gdy przeczytamy ksiĂŞgĂŞ Âżycia, zaczniemy wprowadzaĂŚ do niej poprawki. Najpierw zmiany bĂŞdÂą obliczone na naprawienie wad genetycznych, takich jak mukowiscydoza czy dystrofia miĂŞÂśniowa. SÂą one kontrolowane przez pojedyncze geny, sÂą teÂż bardzo Âłatwe do zidentyfikowania i poprawienia. Inne cechy, takie jak inteligencja, sÂą przypuszczalnie kontrolowane przez duÂżÂą iloÂśĂŚ genĂłw. ZnaleÂźĂŚ je i zidentyfikowaĂŚ zachodzÂące miĂŞdzy nimi relacje bĂŞdzie duÂżo trudniej. Niemniej, jestem pewien, Âże w ciÂągu nastĂŞpnego stulecia ludzie odkryjÂą, jak modyfikowaĂŚ zarĂłwno inteligencjĂŞ jak i instynkty, takie jak agresja.

ZostanÂą wprowadzone prawa zakazujÂące genetycznej modyfikacji ludzi. NiektĂłrzy ludzie jednak nie bĂŞdÂą mogli oprzeĂŚ siĂŞ pokusie poprawienia ludzkich cech, takich jak rozmiar pamiĂŞci, odpornoÂśĂŚ na choroby czy dÂługoÂśĂŚ Âżycia. Gdy pojawiÂą siĂŞ tacy superludzie, stanÂą siĂŞ oni gÂłĂłwnym problemem politycznym, poniewaÂż niepoprawieni ludzie nie bĂŞdÂą w stanie konkurowaĂŚ. Przypuszczalnie poumierajÂą lub stanÂą siĂŞ zupeÂłnie nieznaczÂący. Zamiast nich, bĂŞdzie istniaÂł gatunek samoprojektujÂących siĂŞ istot, ktĂłre bĂŞdÂą siĂŞ ulepszaĂŚ na niespotykanÂą skalĂŞ.

JeÂśli ten gatunek dÂąÂży do przeprojektowania siebie, zmniejszenia lub wyeliminowania ryzyka samodestrukcji, prawdopodobnie rozprzestrzeni siĂŞ i skolonizuje inne planety i gwiazdy. DÂługa podrĂłÂż przez kosmos bĂŞdzie jednak trudna dla opartych na chemii formach Âżycia, takich jak DNA. Naturalna dÂługoÂśĂŚ Âżycia dla takich istot jest krĂłtka w porĂłwnaniu z czasem potrzebnym na podrĂłÂż. WedÂług teorii wzglĂŞdnoÂści nic nie moÂże siĂŞ przemieszczaĂŚ szybciej niÂż ÂświatÂło. Tak wiĂŞc zwykÂła podrĂłÂż do najbliÂższej gwiazdy zabraÂłaby osiem lat, a do Âśrodka galaktyki - okoÂło stu tysiĂŞcy lat. W filmach science-fiction bohaterowie obchodzÂą ten problem, zaÂłamujÂąc przestrzeĂą lub podrĂłÂżujÂąc miĂŞdzy dodatkowymi wymiarami. Nie sÂądzĂŞ jednak, by byÂło to kiedykolwiek moÂżliwie, nie waÂżne jak inteligentne stanie siĂŞ Âżycie. W teorii wzglĂŞdnoÂści jeÂśli coÂś moÂże siĂŞ przemieszczaĂŚ szybciej od ÂświatÂła, moÂże rĂłwnieÂż cofaĂŚ siĂŞ w czasie. MogÂłoby to spowodowaĂŚ problemy z ludÂźmi wracajÂącymi do przeszÂłoÂści i jÂą zmieniajÂącymi. MoÂżna by siĂŞ rĂłwnieÂż spodziewaĂŚ wielu turystĂłw z przyszÂłoÂści, wyglÂądajÂących dziwnie jak na nasz osobliwy, staroÂświecki sposĂłb.

MoÂże siĂŞ okazaĂŚ moÂżliwe zastosowanie inÂżynierii genetycznej w celu stworzenia Âżycia opartego na DNA, ktĂłre przetrwaÂłoby nieokreÂślonÂą iloÂśĂŚ czasu lub przynajmniej sto tysiĂŞcy lat. Prostszym sposobem, ktĂłry prawie znajduje siĂŞ w zakresie naszych moÂżliwoÂści, byÂłoby jednak wysÂłanie maszyn. ByÂłyby one zaprojektowane do dziaÂłania wystarczajÂąco dÂługo dla podrĂłÂży miĂŞdzygwiezdnej. Gdyby zjawiÂły siĂŞ w pobliÂżu nowej gwiazdy, mogÂłyby wylÂądowaĂŚ na odpowiedniej planecie i wydobyĂŚ na niej materiaÂł do produkcji kolejnych maszyn, ktĂłre moÂżna by wysÂłaĂŚ na nastĂŞpne gwiazdy. Takie maszyny stanowiÂłyby nowÂą formĂŞ Âżycia, opartÂą raczej na skÂładnikach mechanicznych i elektronicznych aniÂżeli na czÂąsteczkach. MogÂłyby w koĂącu zastÂąpiĂŚ Âżycie oparte na DNA, podobnie jak DNA zastÂąpiÂło wczeÂśniejszÂą formĂŞ Âżycia.

Takie mechaniczne Âżycie bĂŞdzie mogÂło rĂłwnieÂż samo siĂŞ projektowaĂŚ. Dlatego wydaje siĂŞ, Âże okres ewolucji polegajÂącej na transmisji zewnĂŞtrznej bĂŞdzie tylko bardzo krĂłtkim interludium pomiĂŞdzy fazÂą darwinowskÂą a fazÂą samoprojektowania biologicznego lub mechanicznego. ZostaÂło to ukazane na nastĂŞpnym diagramie, ktĂłrego nie da siĂŞ przeskalowaĂŚ, poniewaÂż nie da siĂŞ pokazaĂŚ okresu dziesiĂŞciu tysiĂŞcy lat na tej samej skali, co miliardy lat. To, jak dÂługo potrwa okres samoprojektowania, jest kwestiÂą otwartÂą. MoÂże on byĂŚ niestabilny, a Âżycie moÂże sam siebie zniszczyĂŚ lub dobiec koĂąca. JeÂśli nie, powinno ono byĂŚ w stanie przeÂżyĂŚ ÂśmierĂŚ sÂłoĂąca, ktĂłra nastÂąpi za okoÂło 5 miliardĂłw lat, przenoszÂąc siĂŞ na planety okrÂąÂżajÂące inne gwiazdy. WiĂŞkszoÂśĂŚ gwiazd wypali siĂŞ w ciÂągu okoÂło 15 miliardĂłw lat, a wszechÂświat, zgodnie z Drugim Prawem Termodynamiki, zacznie wchodziĂŚ w stan caÂłkowitego nieporzÂądku. Freeman Dyson pokazaÂł jednak, Âże pomimo tego Âżycie bĂŞdzie potrafiÂło siĂŞ dostosowaĂŚ nawet do szybko malejÂącej iloÂści uporzÂądkowanej energii i dlatego, z zasady, bĂŞdzie istniaÂło wiecznie.

Jakie sÂą szanse na to, Âże podczas przemierzania galaktyki natkniemy siĂŞ na jakÂąÂś obcÂą formĂŞ Âżycia? JeÂśli argument mĂłwiÂący o skali czasowej dla pojawienia siĂŞ Âżycia na Ziemi jest prawdziwy, powinno byĂŚ wiele innych gwiazd, ktĂłrych planety posiadajÂą formy Âżycia. NiektĂłre z tych ukÂładĂłw gwiezdnych mogÂły powstaĂŚ 5 miliardĂłw lat przed ZiemiÂą. Dlaczego wiĂŞc galaktyka nie raczkuje w dziedzinie samoprojektujÂących siĂŞ mechanicznych lub biologicznych form Âżycia? Dlaczego nie odwiedziÂły one ani nawet nie skolonizowaÂły Ziemi? Pomijam kwestiĂŞ tego, czy pojazdy UFO zawierajÂą istoty z kosmosu. MyÂślĂŞ, Âże jakiekolwiek wizyty obcych byÂłyby duÂżo bardziej oczywiste, a byĂŚ moÂże rĂłwnieÂż duÂżo bardziej nieprzyjemne.

Dlaczego nikt nas jeszcze nie odwiedziÂł? Jedna z moÂżliwoÂści jest taka, Âże argument mĂłwiÂący o pojawieniu siĂŞ Âżycia na Ziemi jest bÂłĂŞdny. ByĂŚ moÂże prawdopodobieĂąstwo spontanicznego powstania Âżycia jest tak niskie, Âże Ziemia jest jedynÂą planetÂą w galaktyce lub w obserwowalnym wszechÂświecie, na ktĂłrej to siĂŞ zdarzyÂło. Inna opcja mĂłwi, Âże istniaÂło uzasadnione prawdopodobieĂąstwo powstania samokopiujÂących siĂŞ systemĂłw, takich jak komĂłrki, ale Âżadna z tych form Âżycia nie rozwinĂŞÂła inteligencji. ZwykliÂśmy myÂśleĂŚ o inteligentnym Âżyciu jako nieuniknionej konsekwencji ewolucji. Zasada Antropiczna powinna nas jednak ustrzec przed takimi argumentami. Bardziej prawdopodobne jest to, Âże ewolucja jest procesem przypadkowym, w ktĂłrym inteligencja jest jednym z bardzo wielu moÂżliwych wynikĂłw. Nie jest jasne, czy inteligencja posiada jakÂąkolwiek dÂługoterminowÂą wartoÂśĂŚ przetrwaniowÂą. Bakterie i inne jednokomĂłrkowe organizmy przeÂżyjÂą, jeÂśli przez swoje dziaÂłania zniszczymy wszystkie inne istniejÂące na Ziemi formy Âżycia. Popierany jest poglÂąd, Âże inteligencja dla Âżycia na Ziemi oznaczaÂła maÂło prawdopodobny rozwĂłj, biorÂąc pod uwagĂŞ chronologiĂŞ ewolucji. MinĂŞÂło bardzo duÂżo czasu - dwa i pĂłÂł miliarda lat - by przejÂśĂŚ od pojedynczych komĂłrek do organizmĂłw wielokomĂłrkowych, ktĂłre byÂły niezbĂŞdnym prekursorem dla inteligencji. To dobry kawaÂłek caÂłego dostĂŞpnego czasu, zanim sÂłoĂące wybuchnie. ByÂłoby to wiĂŞc spĂłjne z hipotezÂą, Âże prawdopodobieĂąstwo by Âżycie rozwinĂŞÂło inteligencjĂŞ jest niewielkie. W tym wypadku moÂżemy oczekiwaĂŚ znalezienia w galaktyce wielu innych form Âżycia, jest jednak nieprawdopodobne, Âże znajdziemy inteligentne Âżycie. ÂŻycie mogÂłoby rĂłwnieÂż nie zdÂąÂżyĂŚ rozwinÂąĂŚ inteligencji, gdyby w planetĂŞ miaÂła uderzyĂŚ asteroida lub kometa. WÂłaÂśnie zaobserwowaliÂśmy kolizjĂŞ komety Schumacher-Levi z Jowiszem. WytworzyÂła ona serie ogromnych ognistych kul. UwaÂża siĂŞ, Âże uderzenie raczej maÂłego ciaÂła niebieskiego w ZiemiĂŞ okoÂło 70 milionĂłw lat temu byÂło odpowiedzialne za wymarcie dinozaurĂłw. PrzetrwaÂły bardzo maÂłe ssaki, jednakÂże stworzenie wielkoÂści czÂłowieka zostaÂłoby prawie caÂłkowicie starte z powierzchni Ziemi. Trudno powiedzieĂŚ, jak czĂŞsto nastĂŞpujÂą takie kolizje, jednak wedÂług uzasadnionego przypuszczenia nastĂŞpuje to, co mniej wiĂŞcej dwadzieÂścia milionĂłw lat. Gdyby to stwierdzenie byÂło prawdziwe, mogÂłoby to oznaczaĂŚ, Âże inteligentne Âżycie na Ziemi rozwinĂŞÂło siĂŞ tylko z powodu szczĂŞÂśliwego trafu, Âże w ciÂągu ostatnich 70 milionĂłw lat nie byÂło wiĂŞkszych kolizji. Inne planety w galaktyce, na ktĂłrych rozwinĂŞÂło siĂŞ Âżycie, mogÂły nie mieĂŚ wystarczajÂąco dÂługiego okresu wolnego od kolizji, by mogÂły na nich powstaĂŚ inteligentne istoty.

Trzecia moÂżliwoÂśĂŚ wyglÂąda tak, Âże istnieje uzasadnione prawdopodobieĂąstwo, Âże Âżycie powstaÂło i wytworzyÂło inteligentne istoty w fazie transmisji zewnĂŞtrznej. W tym miejscu jednak system staje siĂŞ niestabilny, a inteligentne Âżycie niszczy samo siebie. To byÂłoby bardzo pesymistyczne podsumowanie. Mam wielkÂą nadziejĂŞ, Âże to nieprawda. WolĂŞ czwartÂą wersjĂŞ wydarzeĂą: prĂłcz nas istniejÂą teÂż inne formy inteligentnego Âżycia, ale my je przeoczyliÂśmy. Istnieje projekt o nazwie SETI, poszukujÂący pozaziemskiej inteligencji. Polega on na skanowaniu czĂŞstotliwoÂści radiowych by sprawdziĂŚ, czy bĂŞdziemy w stanie odebraĂŚ sygnaÂły od obcych cywilizacji. MyÂślaÂłem, Âże projekt ten byÂł wart wsparcia, zostaÂł jednak zarzucony z powodu braku ÂśrodkĂłw finansowych. PowinniÂśmy jednak byĂŚ ostroÂżni zanim odpowiemy, do momentu aÂż siĂŞ trochĂŞ bardziej rozwiniemy. Spotkanie z bardziej zaawansowanÂą cywilizacjÂą na obecnym etapie naszego rozwoju mogÂłoby trochĂŞ przypominaĂŚ spotkanie rdzennych mieszkaĂącĂłw Ameryki z Kolumbem. Nie sÂądzĂŞ, by byli na to przygotowani.

To wszystko, co mam do przekazania. DziĂŞkujĂŞ za uwagĂŞ.

Profesor Stephen Hawking
TÂłumaczenie i opracowanie: Ivellios
http://paranormalium.pl/zycie-we-wszechswiecie-wyklad-profesora-stephena-h,290,39,artykul.html

Kluczem do zrozumienia jest wiedza => Fizyka => Wątek zaczęty przez: MichaÂł-AnioÂł Grudzień 06, 2009, 12:15:33