S tu d ia Teologiczne 2 (1984)
K S. JÓ Z E F M. DOŁĘGA
Z EMPIRYCZNEJ FENOMENOLOGII RUCHU
T r e ś ć : I. W stęp; II. Z n aczenie p ro b le m a ty k i ru c h u w te o ria c h fizyki: 1. F i zyka A ry sto telesa, 2. F izy k a I. N ew tona, 3. F izy k a A. E in ste in a , 4. F izy k a k w a n to w a ; III. P ró b a k la sy fik a c ji u jęć r u c h u w e w spółczesnej fizyce; IV. Z akończenie.
I. W STĘP
Zjawisko ruchu, w ystępujące w przyrodzie, narzuca się z oczywis tością naszym władzom poznawczym w bezpośredniej obserwacji, stało się przedm iotem szczególnego zainteresow ania w nauce od początku jej istnienia. Już w starożytnej myśli naukow ej spotykam y zagadnienie ruchu, jego opis i sposoby w yjaśniania; w wiekach średnich problem a tyka ruchu weszła do kinetycznej argum entacji za istnieniem Boga a w czasach nowożytnych sform ułow ane praw a ruchu przez I. Newtona stały się podstawą fizyki klasycznej.
Podejm ując zagadnienie ruchu, należy uwzględnić rozróżnienie m e todologiczne płaszczyzn poznania, w których problem ruchu może być rozpatryw any. I tak: ruch ujm ow any jako zmiana, jako przejście z moż ności do aktu jest przedm iotem badań w metafizyce; ruch rozum iany w znaczeniu ścisłym, jako ruch ilościowy, jakościowy i lokalny, realizują cy się sukcesywnie w czasie, stanowi natom iast zjawisko ruchu jest podstawowym przedm iotem badań w płaszczyźnie poznania em piriolo- gicznego charakterystycznego szczegółowym naukom przyrodniczym.
Mając na uwadze znaczenie problem atyki ruchu w teoriach fizyki, możemy przytoczyć opinię Czesława Białobrzeskiego, k tó ry stw ierdza, że zjawisko ruchu, zwłaszcza w sferze astronomicznej „już w zaraniu dziejów obudziło ciekawość poznawczą człowieka, uwidoczniło m u wiecz ne i niezmienne praw a rządzące we wszechświecie. Takim praw om pod
legają ruchy ciał niebieskich i skutkiem tego zjawisko ruchu wysunęło się na pierwszy plan w fizyce, która dąży do ustanow ienia ogólnych praw tłumaczących wszystkie zjawiska przyrody”. 1 Zjawisko ruchu i problem y z nim związane oraz praw a są czymś podstawowym w n au kach przyrodniczych, a ruch ujęty w znaczeniu ścisłym jest dobrą cha rak tery styk ą tego typu bytu, który w ystępuje w obrębie przyrody.
Prezentow ane tu ta j znaczenie problem atki ruchu w teoriach fizyki jest ujęte w płaszczyźnie poznania empiriologicznego, która jest charak terystyczna poznaniu z zakresu szczegółowych nauk przyrodniczych,, zwłaszcza w czasach nowożytnych i współczesnych. W niniejszym a rty kule uwzględniamy następujące teorie fizyki: A rystotelesa, I. Newtona,. A. Einsteina i fizykę kwantową.
II. ZN ACZEN IE PR O B LEM A TY K I RU CHU W TEOR IA C H F IZ Y K I
1. Fizyka A rystotelesa
Problem ru chu w ujęciu A rystotelesa jest czymś podstawowym w jego fyzyce. Nieznajomość tego problem u może być przyczyną niezro zumienia ogólniejszych praw p rzy ro d y .2
W ujęciu A rystotelesa ruchem jest wszelkie przejście od stanu po tencjalnego do stan u aktualnego, a więc:
1 — generatio — powstawanie form y substancjalnej, 2 — corruptio — rozkład form y substancjalnej, 3 — alteratio — wzrost jakości,
4 — augmentatio (diminutio) — zmiana ilości, 5 — m otus localis — zmiana miejsca.
Ruch, zachodzący w procesie zmian form substancjalnych (genera
tio i corrwptio), został nazw any przez A rystotlesa przem ianą (mutatio),
Ogólną definicję ruchu sformułował on w sposób następujący: „Biorąc pod uwagę, że każdy rodzaj bytu może być wyróżniony jako w pełni urzeczywistniony, wobec tego urzeczywistnienie (entelechia) b y tu poten cjalnego jako takiego będzie zwane ruchem ” 3. Bliższe w yjaśnienie ente- lechii podał sam Arystoeles i uważał, że ona swoim zakresem u jm u je zmianę jakościową, zmianę w zrostu bądź przyrostu, zmianę pow sta wania i rozpadu oraz zmianę miejsca. *
Obok wspomnianych rozróżnień ruchu, A rystoteles w yodrębnił ruch
1 P o d sta w y p o zn a w cze św ia ta atom ow ego, W arsza w a 1956, s. 27. P o r.: S. J. T w a r o w s k a , Z a gadnienia z za k re su filo z o fii fiz y k i i filo zo fii p rzy ro d y u C zes ław a B iałobrzeskiego, S tu d ia P hilo so p h iae C h ristia n a e , 5 (1969) n r 2 s. 141—,158; J. M. D o ł ę g a , Z p ro b le m a ty k i filo zo fii fiz y k i C zesław a B iałobrzeskiego, S tu d ia P hilosophiae C h ristian a e, 15 (1979) n r 1 s. 202—204. 2 A r y s t o t e l e s , F izy k a , W arszaw a 1968, s. 65—93, 49—302. 8 Tam że, 66. 4 P or.: A r y s t o t e l e s , F izy ka , s. 66—68; R. P a l a c z , Od w ie d zy do n a u k i, W rocław 1979, s; 40. 236
wym uszony i n atu raln y (motus secundum naturam et m otus violentus). Ruch lokalny ciał naturalnych jest skierow any ku miejscom naturalnym . Ciała ciężkie kieru ją się ku dołowi, lżejsze — ku górze. W ruchu w y muszonym kierunki poruszanych ciał mogą być zróżnicowane. Zależne to jest od wielkości i kierunku działania siły zew nętrznej. K iedy siła zew nętrzna przestaje działać, ciało zaczyna poruszać się według w łaś ciwego sobie naturalnego ruchu 6. Sformułowanie to było podstaw ą dla późniejszej dynamiki.
Sform ułow any przez A rystotelesa aksjom at o następującej treści: omne
quod m ovetur ab alio m ovetur spełnia doniosłą rolę w m yśleniu filozo
ficznym, zwłaszcza z zakresu filozofii Boga. Problem jednak pow staje wtedy, gdy brak przyczyny poruszającej a ruch trw a. Uważał Stagirita, że jeżeli znika siła poruszająca, to ruch powinien ustać 7.
Na m arginesie naszego zagadnienia należy zauważyć, że A rystoteles podał praw o równowagi dźwigni, w astronom ii stw orzył w łasny system sfer z centralnym położeniem Ziemi oraz pogłębił różnicę pomiędzy właściwościami Ziemi a' sferam i niebieskimi zbudowanymi z tak zwanej
quinta essentia, która nie podlega zmianom ilościowym, jakościowym i
substancjalnym . Pogląd ten przetrw ał aż do XIV w .8
Analiza arystotelesowskiego praw a ruchu pozwala na wyróżnienie w nim następujących czynników:
1 — czynnika poruszającego (A), 2 — ciała poruszanego (B), 3 — drogi przebytej (s), 4 — czasu trw ania ruchu (t). Elem enty te można zapisać w następującej formule:
s A = B • —
t
Zmieniając ten zapis zgodnie ze współczesną fizyką, możemy otrzy mać podstawowe równanie dynam iki A rystotelesa, a mianowicie:
F = m-v
gdzie F oznacza siłę, m — masę, v — prędkość.
Równanie to w yraża myśl, że siła jest potrzebna do podtrzym yw a nia stałej prędkości ruchu. Dlatego aksjom at fizyki A rystotelesa w
yra-5 A r y s t o t e l e s , F izy ka , 119—il21, s. 2yra-54—260. 6 A r y s t o t e l e s , F izy k a , s. 120—122.
7 P or. R. P a l a c z , D y sk u sja w k r a k o w s k im śro d o w isk u n a u k o w y m d ru g ie j ■połowy X V w . nad ru c h em ciał m a te ria ln y c h w próżni. W: M a teria ły i ■ S tu d ia Z a k ła d u H istorii F ilozofii S ta r o ż y tn e j i Ś red n io w ie czn ej, t. 11, W rocław 1969, s. 163— 167.
8 Por,: R. P a l a c z , Od w ie d zy do n a u k i, s. 44.
(żał następującą treść: „cokolwiek się porusza, przez coś innego jest: poruszane”9.
Okazało się, że dynam ika Arystotelesa' jest błędna, ponieważ nie zdołał on wyeliminować ze swoich doświadczeń myślowych oporu po wietrza i tarcia. Natomiast tak u jęty problem ruchu pozwalał na opis jego w kategoriach przyczyny i skutku.
W ujęciu A rystotelesa ruch jest czymś absolutnym , jest kategorią arystotelesow skiej filozofii przyrody. Mimo to dostrzegał on względność ruchu w pew nym względzie, a mianowicie: względność czynnika poru szającego do ciała poruszanego i odwrotnie 10.
Zasady ruchu A rystotelesa nie w yjaśniały ruchu jednostajnie przyś pieszonego, ponieważ w ruchu tym ciało powinno osiągnąć prędkości nieskończenie wielkie, a to jest możliwe. Zagadnienie to zostało w yjaś nione w sposób pogłębiony dopiero w fizyce A lberta Einsteina.
2. Fizyka Izaaka Newtona
W ram ach starożytnej i średniowiecznej teorii nauki fizyka A rysto telesa przetrw ała do czasów nowożytnych. U progu okresu nowożyt nego powstaje i u trw ala się nowożytna teoria nauki. W ram ach tej teorii pow staje klasyczna fizyka Izaaka Newtona P roblem atyka ba dawcza Newtona skupia się wokół następujących dziedzin: filozofii, m a tem atyki i fizyki a w dziedzinie fizyki wokół takich działów, jak: me chanika, optyka i astronomia.
W problem atyce nas interesującej Newton jest tw órcą trzech praw ruchu n, zwanych czasem trzem a zasadami dynam iki klasycznej lub
dy-8 Por.: M. H e l l e r , M ateria — geom etria. W: M. H e l l e r , M. L u b a ń s k i , Sz. W. S l a g a , Z aga d n ien ia filo zo fic zn e w s p ó łcze sn ej n a u k i, W arszaw a 1980, s. 192—193.
10 A r y s t o t e l e s , F izy k a , s. 66, por. s. 149—154.
11 Iza ak N ew to n (1643—1727) an g ielsk i fizyk, a stro n o m i m a te m a ty k , w la ta ch 1669—1701 b y ł p ro fe so re m u n iw e rs y te tu w C am b rid g e, od 1673 r. zo stał człon k ie m R oyal S ociety w L o ndynie i od 1703 r. jego prezesem , n a to m ia st od 1699 r. został p o w ołany n a członka F ra n c u sk ie j A k ad e m ii N auk.
N ajw ażniejszym dziełem N ew to n a je st Philosophiae n a tu ra lis principia m a th e - m a tic a (1687), w nim za w ie ra się n a u k a o .p rzestrzen i, czasie, m asach, siłach, sc h e m a t ro zw iązy w an ia k o n k re tn y c h p ro b lem ó w m e ch a n ik i, fizy k i i astro n o m ii. W dziele ty m sfo rm u ło w ał trz y zasady d y n am ik i (często n az y w an e p ra w a m i ru ch u ) oraz p raw o pow szechnego ciążenia. Na ich p o d sta w ie o p rac o w a ł te o rię ru c h u p la net, u za sa d n ił trz y p ra w a J. K e p le ra (1571—1630), w y ja ś n ił zjaw isk o p re c e jsi oraz zjaw isko p rz y p ły w u i od p ły w u m orza — w aż n e dla życia w ysp iarzy . Drugiie dzieło to O ptics (1704), w k tó ry m sform ułow ał za sa d y o p ty k i g eom etrycznej, d ys- p re s ji św iatła, in te rfe re n c ji a w 1672 r. w y su n ą ł hipotezę k o rp u sk u la rn e j budow y św ia tła . W 1701 r. o p u b lik o w ał p ra c ę o sk a ïi sto p n i ciepła i zim na, k tó rą uw aża się za p oczątek n a u k i o cieple.
W dziedzinie m a te m a ty k i N ew ton, obok A. W. L eibniza, je st w sp ó łtw ó rcą r a ch u n k u różniczkow ego i całkow ego, o p rac o w a ł m e to d ę num erycznego ro zw ią zy w a n ia ró w n a ń , p o d ał k la sy fik a c ję k rzy w y ch trzeciego sto p n ia n a 72 ro d zaje.
P oglądy N ew to n a w dziedzinie filozoficznej sta ły się p o d sta w ą te o rii zw a n ej m echanicyzm em (por. M. G 1 i o z z i, Isto rija fiz ik i, M oskw a 1970, s. 128—152).
12 P or. W ie lk a E n cy klo p e d ia P ow szechna, t. 7, s. 715; R. R e s n i c k , D. H a l l i - d a y, F izy ka , t. 1, W arszaw a 1974, s. 112—1115, 117—124; J . ^ K o c i ń s k i , W stęp do fiz y k i w sp ó łczesn ej — P o d sta w y te o retyczn e, t. 1, W arszaw a 1977, s. 27.
nam iki Newtona. Zostały one sform ułow ane przez niego w 1687 r. &• oto ich treść:
1. „Jeśli na ciało nie działają żadne siły lub działające siły się rów noważą, to istnieje układ odniesienia, w którym ciało spoczywa lub porusza się ruchem jednostajnie prostoliniow ym ” ;
lub porusza się ruchem jednostajnie prostoliniow ym ” ;
2. „Zmiana pędu ciała jest proporcjonalna do przyłożonej siły”
——^ — jr w mechanice klasycznej rów nanie to sprowadza się do
dt
postaci: F = m - a
gdzie; m oznacza masę ciała; v — prędkość ciała; a — przyśpieszenie F — siłę działającą; t — czas;
3. „Każdemu działaniu towarzyszy równe mu, skierow ane przeciw nie — przeciw działanie”, co można wyrazić w następującej for mule:
A ( n r v ) A = A ( h v v ) b
gdzie: Ai B oznaczają dwa ciała; m • v — pęd.
Ze sform ułow ań pierwszego i drugiego praw a ruchu w ynika jego< względność. Względność ta w yraża się tym , że do opisu ruchu potrzeb ny jest układ odniesienia, i to układ odniesienia specjalnej klasy, a m ia nowicie: układ inercjalny odniesienia 13, w którym wszystkie ruchy mogą być przyśpieszone lub zwolnione. Można by stwierdzić za Michałem Hel lerem, że „... do opisu ruchu potrzebny jest układ odniesienia, (...) wraz z wyborem układu odniesienia pojęcie ruchu dopiero nabiera sensow ności. Z chwilą gdy nie ma układu odniesienia pojęcie ruchu w ogóle jest bezsensowne”. 14
Przy pomocy przekształceń Galileusza (Galileo Galilei, 1564— 1642), zwanych transform acjam i Galileusza, dochodzimy do stw ierdzenia, że te praw a ruchu oraz inne praw a m echaniki klasycznej są takie same we wszystkich inercjalnych układach odniesienia — jest to klasyczna zasada względności.
Newton, obok grupy ruchów względnych (względem różnych ukła dów odniesienia), w yróżnił ruch absolutny, podobnie jak — abso lu tn y czas i absolutną p rz e strz e ń .16 Ruch absolutny był odniesiony do przest rzeni absolutnej i mierzony absolutnym czasem a uzasadnienie takiego ruchu upatryw ał Newton w siłach bezwładności.
18 P rzez in e rc ja ln y u k ła d o dniesienia lu b przez in e rc ja ln e u k ła d y odn iesien ia ro zum iem y u k ła d y p o ru sza jąc e się w zględem siebie je d n o sta jn ie i prosto lin io w o (por.: E n cyklo p ed ia F izy ki, t. 2, W arszaw a 1973, s. 381; t. 3, W arszaw a 1974, s. 383, d alej cyt. EF).
14 M ateria — geom etria, s. 193.
15 P or. M. H a l l e r , M ateria -— geom etria, s. 196—197.
Teoria Newtona o absolutności czasu, przestrzeni i ruchu utrw aliła się w nauce i przetrw ała do początku XX w. Zastosowanie tej teorii istniało i do dziś istnieje w mechanice k lasy czn ej.10 Nadto należy stw ier dzić za Cz. Białobrzeskim 17, że praw a ruchu Newtona m ają zastosowa nie w astronom ii (mechanika nieba), w mechanice sfery makroskopowej, w teorii sprężystości, w hydrodynam ice, w areodynamice, w akustyce •oraz „są dobrym przybliżeniem do rzeczywistych stosunków w przy rodzie, jeżeli ruchy, z którym i m am y do czynienia, zachodzą z pręd kościami niezbyt zbliżonymi do prędkości św iatła”. 18
Z k ry ty k ą pojęcia absolutnej przestrzeni i absolutnego czasu w ystą pił G ottfried W ilhelm Leibniz (1646— 1716), k tóry uważał, że czas i przestrzeń są względne i m ają sens tylko względem m aterii. Uważał on przestrzeń za porządek w spółistnienia rzeczy a czas za porządek ich następstw a I9. Stąd przestrzeń i czas można uważać za własności lub a try buty m aterii.
Odnośnie do absolutności ruchu z k ry ty k ą w ystąpił George Berkeley .(1685—1753), który uważał w ram ach swego system u filozoficznego przestrzeń absolutną i czas absolutny za „abstrakcyjne idee, które w ujęciu I. Newtona posiadają ch arakter „obiektów”. Odnośnie ruchu u- w ażał on, że istnieją tylko ruchy w zględne.20
Dokładniejszej krytyce absolutność ruchu poddał E rnest Mach (1838— —1916), uważając, że nie można odnosić praw a bezwładności do przest rzeni absolutnej, ale raczej do wzajemnego związku wszystkich mas w e Wszechświecie — była to idea względności masy, którą A. Einstein nazw ał zasadą Macha 21.
3. Fizyka A lberta Einsteina
1. Od osiągnięć i ustaleń fizyki I. Newtona do opublikowania pracy A lberta Einsteina zaw ierającej podstawowe idee szczególnej teorii względności upłynęło 218 lat. W tym czasie rozwój fizyki, a zwłaszcza ustalenie już w XVII w. prędkości św iatła w próżni (c = 3000 000 km/sek), następnie uzasadnienie teoretyczne J. C. M axwella 22 (1831—1879) istnie
16 Tenże, s. 199.
17 P o d sta w y p o zn a w cze św ia ta atom ow ego, s. 28. 18 Tam że, s. 29.
19 G. W. L e i b n i z , W yzn a n ie w ia ry filo zo fa , W arszaw a 1969, s. 336, 363, -379, 394; por.: M. H e l l e r , M ateria-geom etria, s. 197—198.
20 G. B e r k e 1 e y, T r a k ta t o zasadach p o znania lu d zk ie g o — T r z y dialogi m ię d zy H yla sem i F ilonansem , W arszaw a 1956, s. 113—114, 119— 120; por. M. H e l l e r , M a teria -g e o m etria , s. 198.
21 E. M a c h , Die M ec h a n ik in ih rer E n tw ic k lu n g , L eipzig 1886, s. 22(0; por.: M. H e l l e r , M ateria-geom etria, s. 198.
22 Ja m e s C lerk M a x w e ll (1831— 1879), fizy k an g ielsk i od 1856 r. p ro fe so r u- n iw e rsy te tu w A b erd ee n , od 1871 r. był p ro fe so re m w C am b rid g e, w la ta c h 1860— —■1865 w y k ła d a w K ings C ollege w L o n d y n ie oraz je st o rg an iz a to re m i p ierw szy m k ie ro w n ik iem C a v en d ish L ab o rato ry .
G łów ne osiągnięcia M a x w e lla dotyczą fizy k i m o le k u la rn e j, o ptyki, te o rii s p r ę żystości i elek tro m a g n ety z m u . Z n an e i sfo rm u ło w an e przez niego p ra w a to: praw o
240
nia fal elektrom agnetycznych i potw ierdzenie empiryczne istnienia ich przez H. R. H ertza 23 (1857— 1894) oraz doświadczenia A. H. L. Fizeau 24 (1819—1896) i A. A. Michelsona (1852— 1931) — E. W. M orleya 26 (1838— —1923) — doprowadziły do kryzysu klasyczną teorię eteru. Wnosik płynące z tych doświadczeń, opracowane w ram ach fizyki klasycznej, okazały się sprzeczne, co zostało potwierdzone przez dalsze doświad czenia. Zatem eter powinien posiadać nie dające się ze sobą pogodzić własności. Fizyka klasyczna nie mogła tego w y jaśn ić26
2. Trudności te w yjaśnił A lbert Einstein 27 (1879— 1955) w 1905 r.,
ro zk ła d u p ręd k o śc i cząsteczek gazu (I860), zasad a w za jem n y ch przem ieszczeń (1864), ró w n a n ia stan o w iące p o d sta w ę te o rii po la elek tro m a g n ety c zn e g o (1864), te o ria e lek tro m a g n ety c zn e j n a tu ry św ia tła (1865) por.: EF, t. 1, s. 470 , 472 , 474, 476; t. 2, ś. 210, 286, t. 3, s. 175, 527.
23 H ein ric h R udolf H e rtz (1857— 1894) fizy k niem ieck i, p ro fe so r w K a rlsru h e w la ta c h 1885—1889 oraz od 1889 n a u n iw ersy te cie w Bonn. G łów ne b a d a n ia n a u kow e H e rtz a sk u p ia ją si ęw okół fa l elek tro m a g n ety c zn y c h , k tó re po ra z pierw szy w y tw o rzy ł w 1887 r. p rzy pom ocy ta k zw anego o sc y lato ra H ertz a, b a d a ł ich w ła s ności, tw o rząc p o d sta w y ra d io k o m u n ik a c ji, w 1887 r. o d k ry ł z e w n ętrzn e zjaw isko fo to elek try cz n e oraz k o n ty u n o w a ł p ra c e z z a k re su zag ad n ień m e ch a n ik i te o re ty c z n ej (por.: E F, t. 1, s. 751, 366; t. 2, s. 606; t. 3, s. 838).
24 A rm an d L ouis H ip p o ly te F ize au (1819—1896), fizy k fra n c u sk i, k tó ry p ro w adził b a d a n ia n a u k o w e głów nie z dziedziny o p ty k i i w ty m za k re sie dokonał p ierw szy w 1849 r. p o m ia ru p ręd k o ści św ia tła w w a ru n k a c h ziem skich o ra z w o śro d k ac h ru ch o m y ch . W spólnie z J. B. F o u c a u lte m (1819—1868) o d k ry ł p rąż k i ab so rb c y jn e w p o dczerw onej części w id m a słonecznego.
D ośw iadczenie F iz e a u dotyczy b a d a n ia w p ły w u ru c h u śro d k a n a p ręd k o ść ro z chodzącego się w nim św ia tła (zob.: E F , t. 1, s. 588; t. 2, s. 607).
25 A lb e rt A b ra h a m M ichelson (1852—1931), fizy k am e ry k a ń sk i, k tó ry p ra c o w ał od 1889 r. w U n iw ersy te cie C leveland, a w la ta c h 1892—:1929 w Chicageo. E d w ard W illiam s M orley (1838— 1923), a m e ry k a ń sk i fizy k i chem ik, w la ta c h 1869— —1908 był p ro fe so re m w W e ste rn R eserv e U n iw ersity . G łów ne jego b a d a n ia n a u kow e dotyczyły za w arto śc i tle n u w atm o sferze. O k re ślił ciężar w łaściw y tle n u i w odoru.
D ośw iadczenie M ich elso n a-M o rley a m iało na celu w y k ry c ie w p ły w u ru c h u o r b italn eg o Ziem i n a p ręd k o ść św iatła. W ynik dośw iadczenia ostateczn ie ro z strz y g n ą ł spór co do istn ie n ia e te ru kosm icznego o ra z s ta ł się p o d sta w ą do te o rii w zg lęd ności, w k tó re j p rz y jm u je się sta łą pręd k o ść św ia tła w e w szy stk ich in e rc jaln y ch u k ła d ac h odniesienia. D ośw iadczenie to p rz e p ro w ad z ili w 1887 r. n a to m ia st w s tę p n ych po m iaró w dok o n ał M ichelson w 1881 r. (por.: EF, t. 2, s. 343; t. 2, s. 607; t. 1, s. 821; t. 3, s. 310, 352; V. A s o s t a, C. L. C o w a n, B. J. G r a h a m , P odsta w y fiz y k i w sp ó łczesn ej, W arszaw a 1981, s. 49—59; d a le j cyt. P o d sta w y fiz y k i w sp ó ł czesnej).
20 P or.: M. H e l l e r , M ateria -g eo m etria , s. 212—>218.
27 A lb e rt E in ste in (1879— 1955) b y ł je d n y m z n ajw ięk sz y ch fizyków w szystkicH czasów, ukończył stu d ia po litech n iczn e w Z u ry c h u i p ra c o w a ł w urzęd zie p a te n tow ym w B rnie. W 1905 r. opu b lik o w ał p racę: Z u r E le k tro d y n a m ik b ew eg ter K ö rper, w k tó re j z a w a rł szczególną te o rię w zględności. W ty m sam ym ro k u opubM»- k o w ał p ra c ę n a te m a t ru c h ó w B raw n a , k o rp u s k u la rn ą te o rię św ia tła o raz w y k az ał zależność pom iędzy m a są a en e rg ią w y ra żo n ą w zn an y m ró w n a n iu E in ste in a E = m c !. Po ogłoszeniu ty c h p ra c w 1909 r. został pro fe so re m u n iw e rsy te tu w Z u ry c h u a w 1911 r. w P ra d ze , n a to m ia st w 1913 r. został członkiem B e rliń sk ie j A kadem ii P ru sk ie j. T u ta j p rac o w a ł n a d re la ty w isty c z n ą te o rią g ra w ita c jji, k tó rą o p u b lik o w a ł w 1916 r. jako ogólną te o rię w zględności. W 1921 r. o trz y m a ł n a g ro d ę N obla za p ra c ę n a d k o rp u s k u la rn ą te o rią n a tu ry św iatła. W 1932 r. opuszcza N iem cy i o b ejm u je stanow isko p ro fe so ra w I n s titu te of A dv an ced S tu d y w P r in ceton (USA). Do k o ń ca życia p ra c o w a ł n a d u n ita r n ą te o rią pola łączącą pole g r a w ita c ji z in n y m i polam i, je d n a k p ra c e te n ie zo stały zakończone sukcesem , (pot.: E F , t. 1, s. 47, 189, 458, 643; t. 2, s. 19, 89; t. 3, s. 42, 288, 755; S. M a z i e r s k i W yp ro w a d zen ie (100-lecie u ro d zin A lb e rta E in ste in a — S ym pozjum n a u k o w e KUL),
publikując swoją pracę pt. O elektrodynam ice ciał w ruchu — tu tai zaw arte zostały podstawowe idee szczególnej teorii względności. W p ra cy tej w ysunął nowe pojęcia: czasu i przestrzeni, odrzucając pojęcie czasu absolutnego i pojęcie przestrzeni absolutnej, połączył je w jedno pojęcie czterowymiarowej czasoprzestrzeni.
Teoria ta pow stała w w yniku uznania przez A. Einsteina w spom nia nych wyżej doświadczeń, a mianowicie: odrzucenie teorii eteru, uzna nie stałej prędkości światła (c) we wszystkich inercjalnych układach odniesienia, a ekstrapolując to można dojść do stw ierdzenia, że wszyst kie praw a fizyki pow inny identycznie być sform ułow ane w każdym inercjalnym układzie odniesienia — jest to Einsteinowska zasada względ ności. Einstein stw ierdził przede wszystki, że jego zasadę względności spełniają rów nania Maxwelła.
Idąc za koncepcją Michała Hellera, należy stwierdzić, że szczegól na teoria względności jest logiczną konsekw encją dwóch założeń:
1 — stałości prędkości światła, niezależnie od ruchu układu; 2 — einsteinowskiej zasady względności.
Cała jej reszta w ynika drogą m atem atycznej dedukcji z tych dwóch założeń” 28. Inaczej mówiąc, szczególna teoria węględności jest fizyczną teorią czasu i przestrzeni.
D rugim sukcesem Einsteina (obok w spom nianych w przepisie 27) była ogólna teoria względności, opisująca czasoprzestrzeń w ypełnioną m aterią, która jest źródłem pola graw itacyjnego — stąd ogólna teoria względności jest fizyczną teorią czasu, przestrzeni (w każdym in e r cjalnym układzie odniesienia) i graw itacji.
Do podstawowych tw ierdzeń w ogólnej teorii względności należy zaliczyć n astęp u jące:29
1 — pole graw itacyjne in terp retujem y jako zakrzywienie czasoprzes trzeni;
2 —1 źródłem pola graw itacyjnego jest rozkład mas, energii i pędów — to rozkład ten zakrzywia czasoprzestrzeń i określa ruchy w tej czasoprzestrzeni — w yraża to sformułowane przez Einsteina rów nanie pola graw itacyjnego30;
3 — w polu graw itacyjnym zawsze można w ybrać taki układ odnie sienia, w którym to pole lokalnie znika (wolno spadające uk ła dy odniesienia w polu graw itacyjnym );
4 — pole przyśpieszeń jest lokalnie równoważne polu graw itacyjne m u (przyśpieszony nagle pojazd kosmiczny).
Twierdzenia trzecie i czwarte tw orzą zasadę równoważności.
R oczniki F ilozoficzne, 28 (1980) n r 3 s. 7—10), L. I n f e l d , A lb e rt E in ste in , W a r szaw a 1956.
28 .M a teria-geom etria, s. 271» 89 Tam że, s. 339—242. . 39 Por. EF, t. 2, s. 89—92.
3. Szczególna teoria względności i ogólna teoria względności służy do opisu różnego rodzaju ruchów, podkreślając w opisie pewną ich względność.
Czasoprzestrzeń jest dobrym narzędziem do badania różnego rodzaju ruchów. Oto jak to zagadnienie charakteryzuje M. Heller: „W czaso przestrzeni otrzym uje się obraz ruchu jakby „całego na raz”. Czaso przestrzenne w ykresy ruchu (tzw. w ykresy Minkowskiego 31) zdają spra wę z tego, w jakiej chwili, gdzie poruszający się p unkt znajdował i jaką miał prędkość” 82. W przestrzeni trójw ym iarow ej można określić tor po ruszającego się punktu, ale nie można odczytać ani współrzędnej cza su, ani prędkości, którą punkt ten w danej chwili posiada. Dlatego cza soprzestrzeń jest doskonalszym sposobem opisu ruchu. Krzywe, obrazu jące ruch w czasoprzestrzeni, nazyw ają się liniam i świata — nazwę tę wprowadził H. M inkow ski33 — które przedstaw iają, co dzieje się z danym punktem m aterialnym .
W ogólnej teorii względności źródłem pola graw itacyjnego jest roz kład mas, energii i pędów. Źródło to odkształca czasoprzestrzeń, przez co określa ruchy m aterii w czasoprzestrzeni34 według rów nania pola grawitacyjnego:
1
R i k — ' R g i k — / T i k
2
gdzie: Rik — składowa tensora drugiego rzędu powstałego z operacji zwężenia tensora krzyw izny Riem anna czwartego rzę du (operacja zwężenia obniża rząd tensora o dwa); R — skalar pow stały przez dw ukrotne wykonanie operacji
zwężenia na tensorze Riemanna;
gik — składowa tensora metrycznego (znając składowe tego tensora potrafim y napisać m etrykę danej czasoprzes
trzeni);
Tki — składowa tensora energii-pędu (opisuje on rozkład energii, pędów i mas w rozważanym układzie fizycz nym);
X — jest stałą „sprzężenia” geometrycznej stru k tu ry czaso przestrzeni (einsteinowska stała grawitacji).
Zagadnienie względności ruchu w ynika z efektów relatyw istycznych i z transform acji Lorenza. Takie efekty w szczególnej teorii względnoś
31 P or. EF, t. 2, s. 381—382. Na te m a t znaczenia geo m etrii w fizyce zob. A. T r a u t m a n , E in ste in a g e o m e try za cja fiz y k i, R oczniki F ilozoficzne, 28 (1980) n r 3 s. 11—13 d alej cyt. RF).
32 M ateria-geom etria, s. 232—234. 33 P or. EF, t. 2, s. 197— 198.
31 Por. M. H e l l e r , M ateria-geom etria, s. 240.
ci, jak zwolnienie czasu, u , skrócenie długości,30 są przejaw em względ ności ruchu, m ają aspekt k in ety czn y .37 N atom iast sym etria transform acji L o ren za38 odzwierciedla zasadę względności ruchu. Wszystko jedno czy jeden układ , uważam y za nieruchom y a drugi za oddalający się (zmie nia się tylko kierunek prędkości).30 Ta zasada względności ruchu odnosi się do układu odniesienia i układu związanego z obserw atorem .
Ogólna teoria względności została potwierdzona przez testy obser wacyjne, a mianowicie: zakrzywienie prom ieni św ietlnych, przesunięcia orbit planet, zwolnienie drgań atomów. Empiryczne testow anie różnych teorii graw itacji w ykazuje, że ogólna teoria względności jest — na o- becnym etapie nauki — najlepszą teorią g raw ita cji.40
4. Fizyka kw antow a
1. Przed pow staniem fizyki kw antow ej pod koniec XIX w. światło uw ażano za falę elektrom agnetyczną. Rozchodzenie tej fali opisywały,
rÓAvnania M ax w ella,41 a falow ą n atu rę światła potw ierdzały doświad czenia Thomasa Y ounga.42
Jednak badania nad prom ieniow aniem ciała doskonale czarnego43 pozwoliły 14 XII 1900 r. Maxowi P lan c k o w i44 sformułować założenie, że prom ieniujące elem enty m aterii w ysyłają lub pochłaniają światło o charakterystycznych częstościach i mogą pochłaniać lub tracić ener gię (E) tylko porcjami, według wzoru:
E = h o
gdzie h— stała Plancka (6,6256 • 10-27 erg • s); o — częstość.
Dalej zjawisko fo toelektryczne46 pozwoliło Phillippow i L en ard o w i48 na ustalenie dwu praw:
36 Z w olnienie czas* w ogólnej te o rii w zględności, zob.; EF, t. 2, s. 207.
86 S k ró cen ie długości w ogólnej te o rii w zględności, zob. E F, t. 21, s. 206. Na te m a t w e ry fik a c ji te o rii. E in ste in a , zob. M. S u b o t o w i c z , W e ry fik a c ja ogólna te o rii w zględności, RF, 28 (1980) n r 3 s. 45—65.
87 М. H e 11 e r, M ateria-geom etria, 228.
38 T ra n sfo rm a c je L o re n tz a n az y w an e często p rze k sz ta łc e n ia m i L o re n tz a, por: E F , t. 2, s. 206—209.
89 M. H e l l e r , M ateria-geom etria, s. 219. 40 T am że, s. 242. i
41 R ów n an ia M ax w ella, zob. E F, t. 1, s. 470—477; t. 2, s. 210, 286, 607. 42 T hom as Y oung (1773—1829) — je d e n z tw ó rcó w falo w e j te o rii św iatła. D ośw iadczenie jego je s t p ierw szy m in te rfe re n tn y m dośw iadczeniem , ró w n ież on p ie rw sz y w yznaczył w p rzy b liż e n iu długość fa li św ie tln e j (por.: E F, t. 3, 425).
43 Ciało doskonale c z arn e p o ch łan ia całkow icie p a d a ją c y n a n ie s tru m ie ń p ro m ie n io w a n ia — n iezależn ie od sk ła d u w idm ow ego tego stru m ie n ia i te m p e r a tu ry ciała. W spółczynnik p o c h ła n ia n ia ciała d oskonale czarnego w dow olnej te m p e r a tu r z e ró w n a się jed n o ści (EF; t. 1, s. 244—245; t. 2. s. 21, 699; t. 3, s, 464, 710).
44 P or. M. H e l l e r M ateria-geom etria, s. 269—271.
45 Z jaw isko fo to elek try cz n e, zob. E F, t. 1, s. 277—278, 601—606.
46 P or. M. H e l l e r , M ateria-geom etria, s. 271. P h ilip p L e n a rd (1862—1947) fiz y k niem iecki, k tó ry p ro w a d ził b a d a n ia n a d zjaw isk iem fo to elek try cz n y m zew
1. Liczba fotoelektronów jest proporcjonalna do natężenia św iatła' 2. Energia kinetyczna fotoelektronów nie zależy od natężenia pa dającego światła lecz od jego częstości.
Inaczej mówiąc każdy kw ant (foton) światła niesie energię rów ną hu i jest ona przekazywana elektronowi w całości — tak zinterpretow ał zja
wisko fotoelektryczne A. Einstein 47.
Następne zjawisko C om ptona4S doprowadziło do stw ierdzenia kor- puskularnej n a tu ry światła. Z kolei Ludw ik de Borglie około 1923 r. w ysunął hipotezę o dwoistej: falowej i korpuskularnej, naturze całej m a te rii49. Doświadczenia Davidsona i G e rm e ra 50 oraz Thom sona51 pot w ierdziły falową n atu rę wiązki elektronów.
Znane modele atom u Thom sona62 i R u th e rfo rd a 53 nie w yjaśniały trudności związanych z opisem jego budowy. Dopiero w 1913 r. Niels
n ętrz n y m oraz zap o czątk o w ał w 1902 r. b a d a n ia n a d p rz e n ik a n ie m e lek tro n ó w przez m a te rię , w y k ła d a ł n a u n iw ersy te cie w e W rocław iu, K olonii i H eid elb erg u .
47 Por. M. M e l l e r , M ateria-geom etria, s. 2)71. N a te m a t r e la c ji E in ste in a do fizyki k w a n to w e j zob. J. R a y s k i , S to s u n e k E insteina do te o rii k w a n tó w , RF, 28 (1980) n r 3 s. 27—31.
48 Z jaw isko C om ptona p olega m iędzy in n y m i na ty m , że w w y n ik u zd e rze n ia sprężystego pojedynczego fo to n u z e le k tro n e m n a s tę p u je p rze k a z a n ie części p ęd u i en e rg ii tego fo to n u elek tro n o w i. Z jaw isk o to zachodzi rów n ież p rz y ro z p ra sz a n iu foto n ó w n a in n y c h cząstkach, np. p ro to n ac h . P rz y ro z p ra sz a n iu com p- tonow skim długość fa li w z ra sta (energia fo to n u m aleje), a jednocześnie w z ra sta e n e rg ia e le k tro n ó w o d rz u tu (por.: E F, t. 1, s. 277—‘278).
49 Por. M. H e l l e r , - M ateria-geom etria, s. 272—275.
60 D ośw iadczenie D av isso n a—G erm era. C lin to n Jo se p h D avisson (1881— 1958), fizyk am ery k ań sk i, k tó ry w la ta c h 1917— 1945 był p rac o w n ik iem n au k o w y m w B ell T elephone L ab o ra to rie s, a od 1947 r. b y ł p ro fe so re m u n iw e rs y te tu w R ich m ond. L ester H a lb e rt G e rm e r (1896—1971), fizy k a m ery k ań sk i, k tó ry p ra c o w a ł w B ell T elephone L a b o ra to rie s od 1930 r. ja k o p ra c o w n ik n a u k o w y . W 1927 r. p rzep ro w ad zili dośw iadczenie z d y fra k c ją elek tro n ó w , k tó re było p ierw szy m ek sp e ry m en tem , p o tw ie rd z a ją c y m falo w ą n a tu rę elek tro n ó w . N ależy n ad m ien ić w ty m m iejscu, że D avisson w ra z z G. P. T hom sonem o trzy m ali za o dkrycie różnym i m eto d am i d y fra k c ji elek tro n ó w , n ag ro d ę N obla (EF, t. 1, s. 315—316).
S1 G eorge P a g e t T hom son (1892— 1975), fizyk ang ielsk i, b y ł p ro fe so re m w la ta ch 1922 —1930 n a u n iw ersy te cie w A b erd een , w la ta c h 1930—1052 w L ondynie, a w la ta c h 1952—1962 w C am bridge. B a d an ia n au k o w e p ro w a d ził on głów nie z zak resu p ro m ie n i X, fizy k i pry ształó w , fizy k i ją d ro w e j. W 1927 r. o d k ry ł d y fra k cję e lek tro n ó w n iezależnie od w sp o m n ia n y ch w yżej fizyków , za co w 1937 r. o trzy m ał nag ro d ę N obla (por.: E F, t. 1, s. 399—400).
62 J. J. T hom son o d k ry ł w 1898 r. e le k tro n i za proponow ał m odel ato m u w p o staci „c ia stk a z ro d z y n k a m i”; A tom b y ł d o d atn io n a ła d o w a n y m ciastk iem , a rod zy n k i sta n o w iły u je m n ie n a ła d o w a n e e le k tro n y , n a to m ia st cały u k ła d b y ł e le k try czn ie obo jętn y (por. P o d sta w y fiz y k i w sp ó łczesn ej, 141).
63 M odel ato m u E rn e sta R u th e rfo rd a (1871—1937) je st n a z w a n y ją d ro w y m m o delem atom u, p oniew aż w m o d elu ty m z a k ła d a się, że ato m sk ła d a się z bardzo, m ałego ją d ra do d atn io n aład o w an e g o i zaw ierając eg o w iększą część m a sy ato m u (rozm iary ją d ra 10—14 m) oraz z c h m u ry u je m n ie n a ład o w an y c h elek tro n ó w o ta czających ją d ro (rozm iary są rzę d u 10—10 m).
E. R u th e rfo rd pochodził z N ow ej Z elandii, p rac o w a ł w T rin ity C ollege pod k ie ru n k ie m J. J. T hom sona. W la ta c h 1898—1907 b y ł pro fe so re m n a U n iw ersy tecie M cGill; w 1907—1919 — d y re k to re m la b o ra to riu m fizycznego U n iw e rsy te tu V ic toria; w la ta c h 1919—1937 d y re k to re m L a b o ra to riu m C avendisha. W 1908 r. o trz y m ał n ag ro d ę N obla w dziedzinie chem ii (por. P o d sta w y fiz y k i w sp ó łc ze sn e j, s. 141—151).
B o h r 54 przedstaw ił model atom u wodoru, który w yjaśniał pewną sta bilność atomu oraz występowanie nieciągłego widma. Model ten, ulep szony przez S om m erfelda56, znalazł tylko ograniczone zastosowanie. Wciąż brak było jednolitej teorii, która w yjaśniałaby zjawiska m ikro- świata 60.
2. Podstaw y nowej fizyki kwantowej i m echaniki kw antow ej, opar tej na hipotezie L. de Broglie’a — tzw. mechaniki falowej, sformułował w 1926 r. E. Schrödinger. Równocześnie W. Heisenberg sformułował podstaw y mechaniki kw antow ej, zwanej m echaniką m acierzow ą67 a P. A. M. Dirac — w ypracował niekom utatyw ną algebrę 68, kórą stosował do opisania wielkości fizycznych. Okazało się, że wszystkie trzy formalizmy m atem atyczne, z aspektu fizycznego, są równoważne i noszą nazwę me chaniki kw antow ej.
Po 1926 r. nastąpił rozwój i dopracowanie nowej mechaniki, tak że w latach 1930—1924 zostało nadane tej teorii końcowe sformułowanie. W tej teorii znalazły w yjaśnienia zagadnienia ze starszej teorii kw an tów, także te, które nastręczały trudności, ponadto nowa teoria tłu m a czyła takie zagadnienia, jak:
1 — stru k tu rę widm atomowych (także widm atomów wieloato-mowych),
2 — istotę wiązań chemicznych,
3 — problem y z zakresu fizyki ciała stałego (zwłaszcza problem y z teorii metali, np: zjawiska ferromagnetyzm u),
4 — zagadnienia budowy jąder atomowych.
64 M odel ato m u N ielsa H e n rik a D aw ida B o h ra (1885—1962) b y w a n az y w an y d ynam icznym m o delem p la n e ta rn y m , w k tó ry m ciężkie ją d ro je s t zasadniczo w spoczynku, a w okół niego k rą ż ą e le k tro n y po to ra c h kołow ych i eliptycznych.
N. B ohr u ro d ził się w K openhadze i ta m stu d io w a ł n a U n iw ersy tecie, u zy s k u ją c sto p ień d o k to ra w 1911 r. P ra c o w a ł w L a b o ra to riu m C a v en d ish a w C a m b ri dge pod k ie ru n k ie m J. J. T hom sona, a n a U n iw ersy tecie V ictoria p ra c o w a ł ż E. R u th erfo rd em . W 1920 r. został d y re k to re m I n s ty tu tu F izy k i T eo rety czn ej w K openhadze. N agrodę N obla o trzy m ał w 1922 r. za b a d a n ia s tr u k tu r y ato m u i jego p ro m ien io w an ia. B ył zw o len n ik iem zasto so w ań p o k ojow ych e n e rg ii ją d ro w e j, d la tego b y ł o rg a n iz a to re m p ie rw sz ej k o n fe re n c ji „A tom y dla p o k o ju ” w G enew ie w 1955 r. (por. P o d sta w y fiz y k i w sp ó łcze sn ej, s.. 153— 177).
55 M odel ato m u A rn o ld a S o m m erfed la (1868—1951) je s t u o g ólnieniem te o rii B oh ra , w p ro w a d za jąc y m ja k o dozw olone o rb ity obok kołow ych, elip ty czn e d la elek tronów . Z astosow ał z n ie w ielk im i m o d y fik a c ja m i p ra w a K e p le ra do opisu ru c h u elektronów .
A. S o m m erfeld b y ł n ie m ie ck im fizy k iem teo re ty cz n y m , od 1897 r. prefeso rem m a te m a ty k i w A kadem ii G órniczej w C lau sth a l, od 1900 r. — m e c h a n ik i nai po litech n ice w A kw izgranie, od 1906 r. — 1938 r. — fizy k i te o rety czn ej n a U n iw er sytecie w M onachium (por. O. S c h o ł z , F izy k a a to m u w zarysie, W a rsza w a 1973, s. 29—36; W P, t. 10, s. 667).
66 Por. M. H e l l e r , M ateria -g eo m etria , s. 277.
57 M ech an ik a m acierzo w a je st to ujęcie m e c h a n ik i k w a n to w e j, w y p ra co w a n e przez W. H eisen b erg a (por. W. H e i s e n b e r g , F izy k a a filo zo fia , W arszaw a 1965, s. 20; P od sta w y fiz y k i w sp ó łczesn ej, s. 220).
68 A lg eb ra n ie k o m u ta ty w n a — je s t to fo rm a liz m m a te m a ty c z n y służący do opisu m e ch a n ik i k w an to w e j op raco w an y przez P. A. M. D iraca. (Por.: W EP. t. 7, s. 158; EF, t. 1, s. 368—369; P o d sta w y fiz y k i w spółczesnej, s. 212).
Do dalszego rozwoju mechaniki k o an to w ej przyczynili się — obok wspomnianych fizyków — następujący uczeni: Max Born 59, Pascual Jo r dan 60, H endrik A nthony K ram ers 01 i Wolfgang P auli °2.
W układach m ikrocząstek nie można dokładnie i równocześnie opi sać położenia i pędu cząstki. Niemożność ta w ynika z prawidłowości przyrody, sform ułow anej przez W. Heisenberga jako zasady nieoznaczo ności °3. Uzupełnieniem zasady nieoznaczoności jest sform ułow ana przez
N. Bohra zasada kom plem entarności °4. Z tych zasad w ynika konsekw en tnie probabilistyczny opis procesów fizycznych i dlatego w teorii kw an towej można przewidzieć tylko praw dopodobieństw a otrzym anie okreś lonego w yniku, dotyczącego bądź to położenia, bądź to pędu cząstki.
3. Istota teorii Schrödingera zaw iera się w tak zwanym rów naniu Schrödingera. Ma ono postać:
59 M a x . B orn (1882—1970), fizy k niem ieck i, p ra c o w a ł n a u n iw e rsty te ta c h : w B erlin ie od 1915 r., w e F ra n k fu rc ie n a d M enem od 1919 r., w G ety n d ze od 1921 r. W 1933 r. w y em ig ro w ał do A nglii i p rac o w a ł ja k o p ro fe so r w la ta c h 1936—1953 w E d y n b u rg u a od 1953 r. p rz e b y w a ł w RFN. B ad an ia n a u k o w e p ro w a d z ił z za k re su m e ch a n ik i k w a n to w e j, te o rii sieci k ry sta lic z n e j, p ro b le m a ty k i bud o w y a to m u i ele k tro m a g n e ty c z n e j te o rii św ia tła . W 1954 r. o trzy m ał on n a g ro d ę N obla. 60 P a sc u a l J o rd a n — bog aty ze sta w jego p ra c z za k re su fizy k i C zy teln ik m o że znaleźć w p rac y : J. J. К n a p p ik , D yn a m iczn a ek sp a n sja K osm osu, L ondyn 1976, s. 7—8.
61 H en d rik A n th o n y K ra m e rs (1894— 1952), h o le n d e rsk i fizy k te o re ty cz n y , od 1936 r. był pro fe so re m u n iw e rsy te tu w Lejdzie. P ro w ad z ił on b a d a n ia z z a k resu m e ch a n ik i k w a n to w e j, a w 1926 r. p o d ał m etodę przybliżonego ro zw ią zan ia ró w n a n ia S ch rö d in g era (E n cy klo p e d ia P ow szechna, t. 2, s. 594; d alej cyt. EP).
62 W olfgang P a u li (1900—»1958), sz w a jc a rsk i uczony pochodzenia au stra ck ieg o , sp e cja lista w dziedzinie fizy k i te o re ty cz n ej, p ro fe so r w Z w iązkow ej W yższej S zko le T echnicznej w Z u ry ch u . B a d an ia n au k o w e p ro w a d ził z z a k re su m e ch a n ik i k w an to w e j i k w a n to w e j te o rii pola, w 1825 r. sfo rm u ło w ał je d n ą z n a jw a ż n ie j szych za sa d fizy k i w spółczesnej, a m ianow icie: P auliego zasad ę w y k lu cz en ia; w 1931 r. w y su n ął hip o tezę istn ien ia n e u tro n a oraz o p rac o w a ł te o rię p a ra m a g n e ty z m u m etali. W 1945 r. o trzy m ał n ag ro d ę N obla. (EP, t. 3, s. 473; t. 1, s. 146, 147, 348, 372, 517, 833; t. 2, s. 674, 611, 667; t. 3, s. 262).
63 Z asad a nieoznaczoności: Д р Л х ^ Ь oznacza, że nie m ożem y jednocześnie ściśle opisać położenia i p ę d u cząstki, ale iloczyn nieoznaczoności położenia i p ęd u nie m oże być m n ie jsz y od h. Z asa d a ta odnosi się do w ielkości kanonicznie sprzężonych (np. czasu i en e rg ii: Δ ίΔ Ε > 1 ι) (Por. F. W. V a n N a m e , F izy k a w spółczesna, W arszaw a 1965, s. 175—177; Κ. I. S z с z o ł к i n, F izy k a m ik ro św ia ta , W arszaw a 1971, s. 77—84; Sz. S z c z e n i o w s k i , F izy k a dośw iadczalna, t. 5, W a r szaw a 19672, s. 246—254.
64 Z asad a k o m p le m e n tarn o śc i w y su n ię ta przez N. B o h ra w y ja ś n iła ta k ie po ję cia odnośnie; cząstek, ja k : fa la , k o rp u sk u ła , położenie, p ęd — p o ję cia te służą do opisu cząstek w sposób k o m p le m e n ta rn y (uzupełniający). Z asa d a to zo stała o- głoszona w 1928 r. (por. W. H e i s e n b e r g , F izy k a a filo zo fia , W a rsza w a 1965, s. 24—25, 239).
gdzie:
sym bol V 2 — oznacza sum ę drugich pochodnych cząstkow ych,
symbol V — oznacza potencjał rozważanego układu, symbol T . — oznacza falową funkcję stanu.
Równanie to opisuje ruch cząstek m ik ro św iata66, zatem rów nanie to można uważać za rów nanie ruchu w mechanice kw antow ej. Rozwią zanie rów nania Schrodingera dla elektronu atakującego barierę poten cjału przew iduje oprócz „funkcji przechodzącej”, pewną wartość, róż ną od zera, dla funkcji falowej „odbitej”. Również dla najprostszego atomu (atom wodoru) po rozwiązaniu rów nania Schrodingera, otrzym u je się dyskretne wartości energii i funkcje falowe, odpowiadające tym dyskretnym poziomem energetycznym 60.
Probabilistyczna in terpretacja funkcji falowej, podana przez M. Bor na 67, pozostaje do dziś podstawową i jest przyjm owana przez większość fizyków.
Równanie Schrodingera zostało uogólnione w ram ach teorii względ ności przez K leina — Gordona (tzw. relatyw istyczne rów nanie Schro dingera) 08 i przy pomocy niego można opisać ruch -cząstlki ze spinem równym zero (np.: mezonów 27°).
Natom iast rów nanie D ira c a 00 jest relatyw istycznym rów naniem ru chu cząstek ze spinem 1/2, które uwzględnia n atu raln y spin cząstki i opisuje wszystkie z nim związane efekty. Równanie to dopuszcza moż liwość pojawienia się stanów energii ujem nej i było pierwszą próbą zro zumienia mechanizmów procesu tak zwanej kreacji i anihilacji cząstjek — był to pomost między mechaniką kw antow ą a kw antow ą teorią p ó l70.
65 P or. M. H e l l e r , M ateria-geom etria, s. 278; P o d sta w y fiz y k i w sp ó łcze sn ej, s. 184—188; 189—211.
66 Por. M. H e l l e r , M ateria -g eo m etria , s. 280—281.
67 P o r. M. H e l l e r , M ateria-geom etria, s. 284; M. B orna pro b a b ilistyczn a in te rp reta cja (por.: EF, t. 2, s. 873—876).
08 R ów nanie K lein a -G o rd o n a je s t re la ty w isty c z n y m ró w n a n ie m k w an to w y m (zob. E F, t. 21, 22—123) d rugiego rz ę d u za ró w n o w zględem w sp ó łrzę d n y ch p rz e s t rze n n y ch i czasu, a en e rg ia i p ęd cząstek sw obodnych sp e łn ia ją w a r u n e k r e la ty w isty cz n y : E 2= c 2(p2+ m 2c2) — nie 'o p isu je ono cząstek ze sp in em (por.: E F, t. 1, s. 369).
69 R ów nanie D irac a — opisu je cząstk i o spinie 1/2 zgodnie z p ra w a m i m e c h a n ik i k w a n to w e j i te o rii w zględności, sk ła d a się ono z czterech sprzężonych ró w n a ń różniczkow ych pierw szego rz ę d u za w ie ra ją c y c h pochodne cząstkow e w zg lę dem w sp ó łrzęd n y ch p rz e strz e n n y c h i czasu — fu n k c ja falo w a sp e łn ia ją c a to ró w n an ie je st u k ła d e m czterech fu n k c ji zespolonych (por. EF, t. 1, s. 369—372).
P a u l A d ria n M au rice D irac (ur. 1902), an g ielsk i fizy k te o re ty k , b y ł p ro fe so re m od 1932 r. w U n iw ersy te cie w C am bridge, a od 1953 r. — w O xford, czło nek R oyal Society. B a d a n ia n au k o w e p ro w a d z ił w z a k resie m e ch a n ik i k w a n to w e j i e le k tro d y n a m ik i k w an to w e j, w 1928 r. sfo rm u ło w ał p ra w a m e ch a n ik i s ta ty s ty cznej d la e lek tro n ó w oraz p rze w id zia ł te o re ty cz n ie istn ien ie pozytonu. N agrodę N obla o trzy m ał w 1933 r. w ra z z E rw in e m S chrodingerem .
70 A. H r y n k i e w i c z , M ech a n ika k w a n to w a , W EP, t. 7, W arszaw a 1966, s. 159; por. E F, t. 1, s. 228—230; t. 2, s. 300— 312; por. L. D. L a n d a u , E. M. L i f s z у c, T eoria pola, W arszaw a 19803.
Zagadnienie klasyfikacji ujęć ruchu we współczesnej fizyce jest prob lemem złożonym i wielowarstwowym. Zajm iem y się tu taj określeniam i ruchu, jakie w ystępują w fizyce lub inaczej mówiąc, w naukach fizycz nych. Ze wstępnego rozpoznania zagadnienia można stwierdzić, że prob lem ruchu w fizyce, jego opis, praw a — jest czymś podstawowym.
Interesującą próbę klasyfikacji ruchów podają A. M. Jaw orski i A. A. P iń s k i71. Całość zagadnienia można podzielić na trzy zakresy, a m ia nowicie:
1 — zakres newtonowski, charakteryzuje się tak m ałym i prędkościa mi ciał, że ap aratu ra pomiarowa nie pozwala zaobserwować efektów relatyw istycznych, takich jak: skrócenie czasu, skró cenie długości, powiększenie w artości masy, itp. — w tym za kresie uzasadnione jest korzystanie z praw mechaniki new to nowskiej;
2 — zakres relatyw istyczny, cechuje duża prędkość ciał, taka że e-fekty relatyw istyczne są m ierzalne — i w tym zakresie praw id łowe w yniki uzyskuje się w ram ach teorii względności;
3 — zakres ultrarelatyw istyczny, opisuje ciało o prędkościach p ra wie rów nych prędkości św iatła w próżni (różnica między p ręd kością światła a prędkością ciała jest wielkością mierzalną) — w tym zakresie jest konieczne zastosowanie praw teorii względ ności.
1. Opis ruchu w fizyce rozpoczynamy od charakterystyki ruchu me chanicznego n , który może być różnego rodzaju i może być bardzo zło żony. Dlatego mechanika rozkłada ruchy rzeczywiste na prostsze, a po ich zbadaniu przechodzi się do opisu ruchów bardziej złożonych.
Elem entarnym ruchem mechanicznym jest ruch tak zwanego punktu materialnego. Przez p unkt m aterialny rozumiemy w mechanice ciało, którego rozm iary i kształt w danym zagadnieniu pomijam y, czyli roz patrujem y ciało jako punkt m aterialny, czyli jako obiekt o rozmiarach nieskończenie małych. Z określenia ruchu mechanicznego, k tó ry jest zmianą położenia, wynika, że zm iana położenia może zachodzić tylko w stosunku do innych ciał, które tw orzą układ odniesienia. N atom iast w celu opisania ruchu wiążemy z układem odniesienia ciał dowolny układ współrzędnych — np.: prostoliniow y układ prostokątny.
2. Analogicznie do ruchu mechanicznego elementarnego, opisuje się' ruch bryły sz ty w n ej73, jako ruch jednego punktu m aterialnego o
masie-71 E le m e n ty fiz y k i, t. 1, W arszaw a 1976 s. 124.
72 P or. S. F r i s z , A. T i m o r i e w a , K u r s fiz y k i, t. 1, W arszaw a 1964, s. 20—21; por.: J. K o c i ń s k i , W stęp do fiz y k i w sp ó łczesn ej, t. 1, W arszaw a 1977, s 11— 122.
73 P or. S. F r i s z , A. T i m o r i e w a , K u rs fiz y k i, t. 1, s. 43, 126, 127, 144, B. M. J a w o r s k i , A. A. P i ń s k i , E le m e n ty fiz y k i, t. 1, s. 169—183.
III. PRÓ BA K L A S Y F IK A C JI U JĘ Ć RUCHU WE W SPÓ Ł C ZE SN J FIZY CE
równej masie bryły, na którą działa siła rów na głównemu wektorowi sił zewnętrznych. N atom iast całkowita energia kinetyczna bryły sztyw nej rów na się sumie energii kinetycznej masy całej bryły. Bryła taka porusza się ruchem środka masy i ma, oprócz energii kinetycznej ruchu postępowego, energię kinetyczną ruchu obrotowego wokół osi przecho dzącej przez środek masy, jeśli taki ruch posiada środek masy lub śro dek bezwładności pokryw a się ze środkiem sił ciężkości. Ruch obroto wy bryły sztywnej określam y jako ruch, w którym wszystkie pun k ty tej bryły opisują okręgi wokół jednej prostej zwanej osią obrotu. Jeżeli chodzi o ruch postępowy bryły sztywnej, to w ruchu tym wszystkie Punk ty bryły sztyw nej m ają jednakowe prędkości (V) i jednakowe przyś pieszenia (a).
3. Należy również rozpatrzyć ruch układu c ia ł.74 Tutaj bierzem y pod uwagę środek masy układu odosobnionego, k tó ry w ykonuje ruch bez władny, to znaczy porusza się jednostajnie i prostoliniowo. Ruch środ ka masy układu nie zależy od ruchu poszczególnych ciał wchodzących w skład tego układu. Poza tym prędkość środka masy układu nie ulega .zmianie pod w pływ em sił w ew nętrznych. A oto wzór opisujący ten ruch:
gdzie: P — całkow ity pęd
M — całkowita masa układu.
4. P rzy ruchu cieczy wyróżniamy: ruch postępowy cieczy, ruch wi ro w y 76 i ruch ciała w cieczy. P rzyjm ujem y „ciecz doskonałą”, k tó ra jest całkowicie nieścisła i pozbawiona lepkości. Cała ciecz jest opisana po lem w ektora prędkości, w którym to polu możemy przeprowadzić linie, natom iast styczne do nich w każdym punkcie pokryw ają się (co do kie runku) z w ektorem prędkości cząsteczki cieczy w tym punkcie — linie te nazyw am y liniam i pędu. Jednakże przy opływ aniu ciał przez ciecz, ruch lam inarny jest zakłócony wraz ze wzrostem prędkości i przecho dzi w ruch wirowy. P łynący strum ień cieczy odrywa się od opływ ane go ciała, dzieli się na poszczególne w iry, które pozostają z tylnej stro ny ciała i zostają uniesione przez strum ień, stopniowo zanikając.
Ciała, będące w ruchu w cieczy lub g azie7S, doznają oporu od stro n y tego ośrodka, k tó ry zależy od rozm iarów i kształu ciała, od jego prędkości oraz od własności cieczy lub gazu. Jeżeli weźmiemy na przy kład ciało spadające w ciecz lub gaz, to działają na niego trzy siły:
siła ciężkości P,
74 B. M. J a w o r s k i , A. A. P i ń s k i , E le m e n ty fiz y k i, t. 1, s. 139—>141; por. J. K o c i ń s k i , W stęp do fiz y k i w sp ó łczesn ej, t. 1, s. 123—124.
75 S. F r i s z , A. T i m o r i e w a , K u rs fiz y k i, t. 1, s. 147—164; R. R e s n i c k, D. H a l l i d a y , F izy ka , t. 1, W arszaw a 1974, s. 511—558.
76 B. M. J a w o r s k i , A. A. P i ń s k i , E le m e n ty fiz y k i, t. 1, s. 101, 104.
siła wyporu Fwyp siła oporu Fop,
Wówczas podstawowe prawo dynam iki jest sform ułow ane w sposób następujący:
m • a = P Fwyp Fop
gdzie: przyśpieszenie a dąży do zera, ciało osiąga prędkość granicz ną i dalej porusza się ruchem jednostajnym .
5. -Ruch cząsteczek g a z u 77 nazyw any ruchem w ew nętrznym cząste czek, z który składa się dana substancja, jest bezładny, nigdy nie ustaje, a jego średnia prędkość zależy tylko od tem peratury; ruchem analo gicznym do ruchu cząsteczek gazu, a dającym się bezpośrednio obser wować są tzw. ruchy Browna.
W gazie wyróżnia się ruch stacjonarny lub ustalony, k tó ry zacho dzi przy określonych, niezależnych od czasu param etrach term icznych gazu dla dowolnego przekroju naczynia oraz ruch niestacjonarny — gdy p aram etry term iczne gazu zm ieniają się w czasie.
6. Każda deform acja sprężysta lub plastyczna kryształu jest zwią zana z przemieszczeniem atomów sieci kryształu. Jednym ze zjawisk jest tu tak zwany „ruch dyslokacji” 7S. Dyslokacja w kryształach ozna cza defekty w sieci krystalicznej, powstałe w skutek przesunięcia płasz czyzn sieciowych, które to przesunięcia mogą powstawać podczas wzros tu lub deformacji kryształu. Ruchowi dyslokacji towarzyszy dyfuzja, która powoduje dopływ do dyslokacji atomów niezbędnych do w ypeł nienia pustki, jednocześnie rozprasza atom y nadm iarow e ten rodzaj ru chu dyslokacji nazywa się wspinaniem. Proces dyfuzji w krysztale spro wadza się do ruchów defektów w sieci krystalicznej. Można stwierdzić, że jeżeli jest więcej defektów w sieci krystalicznej, to jest większe praw dopodobieństwo zajścia zjawiska dyfuzji. Zjawisko to zachodzi częściej (w tych samych warunkach) w polikryszałach niż w monokryształach.
7. Szczególne znaczenie w dzisiejszej technice kosmicznej posiada ruch od rzutow y7S, związany z budową rakiet i ruchem rakiet. Ruch odrzutow y charakteryzuje się tym , że siła napędu rakietow etgo propor cjonalna do szybkości spalania paliwa i prędkości w ypływ u gazów, jest
77 S. F r i s z , A. T i m o r i e w a , K u rs fiz y k i, t. 1, s. 169—171; por. B. M. J a w o r s k i , A. A. P i ń s k i , E le m e n ty fiz y k i, t. 1, s. 221—225, 291; R. R e s n i c k , D. H a l l i d a y , F izy k a , t. 1, s. 683—735; U. J. F r a n k f u r t , A. M. F r e n k , F izy k a naszych dni, W arszaw a 1974, s. 260—266.
78 Por. A. K e l l y , G. W. G r o v e s , K rysta lo g ra fia i d e fe k ty k r y szta łó w , W arszaw a 1980, 201—203; B. M. Ja w o rsk i, A. A. P iń sk i, E le m en ty fizyki, t. 1,
s. 327; t. 2, W a rsza w a 1976, s. 451—458; L. P a u l i n g , P. P a u l i n g , C h e m ia , W arszaw a 1983, s. 34—40; T. F i g i e l s k i , E le k tro n y i d e fe k ty w p ó łp rzew o d n i kach, 'W rocław 1981, s. 30—49; W stęp do p ie zo e le k tro n ik i, W arszaw a 1980; Z agad nienia fiz y k i kry szta łó w , W arszaw a 1979; A. S. S o n i n , O k rysta lo g ra fii, W arszaw a 1982.
skierowana przeciwnie do kierunku w ypływ u gazów spalinowych. Rów nanie można zapisać w sposób następujący:
F = — ju • u
gdzie: ju — oznacza masę spalanych gazów w jednostce czasu,
8. W tym miejscu opiszemy rodzaje ruchów, których ch arakterys tyka związana z geometrią. Do nich zaliczamy następujące ruchy:
1 — ruch prostaliniow y je d n o sta jn y 80 zachodzi w tedy, gdy doko nuje się wzdłuż prostej i poruszające się ciało w dowolnie o- branych i rów nych odstępach czasu przebywa jednakowe od cinki drogi, czyli prędkość jego będzie w yrażona równaniem :
_ s t gdzie: v — oznacza prędkość,
s — oznacza drogę, t — oznacza czas.
2 — ru ch jednostajnie zm ienny 81 zachodzi w tedy, gdy prędkość (v) w ciągu rów nych dowolnie obranych okresów czasu (t) zm ie nia się o jednakow ą wielkość v; jeżeli v jest dodatnie — to jest to ruch jednostajnie przyśpieszony, a jeżeli v jest ujem ne — jest to ruch jednostajnie opóźniony. Natom iast przyśpie szenie (a) ruchu jednostajnie zmiennego jest w prost proporcjo nalne do przyrostu prędkości i odw rotnie proporcjonalne do od stępu czasu, w którym ten przyrost zachodzi. Można w yrazić • to za pomocą równania:
v a = —
t
gdzie: a — oznacza przyśpieszenie, ;
v — oznacza prędkość, t — oznacza czas.
3. — ruch jednostajny pun k tu m aterialnego po o k ręg u 82 ma przyś pieszenie skierowane prostopadle do w ektora prędkości (wzdłuż prom ienia do środka okręgu) i nosi nazwę normalnego lub doś rodkowego, zaś prędkość kątow ą wyraża się następującym rów naniem:
n P or. B. M. J a w o r s k i , A. A. P i ń s k i , E le m e n ty fiz y k i, t. 1, s. 137—138; S. F r i s z , A. T i m o r i e w a, K u rs fiz y k i, t. 1, s. 155; W. B o l t o n , Z a rys fiz y k i, s. 81—84. 80 P or. S. F r i s z , A. T i m o y i e w a , K u r s fiz y k i, t. 1, s. 21—24; B. M. J a w o r s k i , A. A. P i ń s k i , E le m e n ty fiz y k i, t. 1, s. 19. 81 P or. S. F r i s z , A. T i m o r i e w a , K u r s fi z y k i , t. 1, s. 26—28; B. M. J a w o r s k i , A. A. P i ń s k i , E le m e n ty fiz y k i, t. 1, s. 20—21, 40. 82 Por. B. M. J a w o r s k i , A. A. P i ń s k i , E le m e n ty fiz y k i, t. 1, s. 43, 45; R. R e s n i c k , D. H a l l i d a y , F izy k a , t. 1, W arszaw a 1974, s. 301—304. 252
d© O) = ---dt •»
natom iast przyśpieszenie kątowe a wyraża się następującym równaniem: doj
a = —— dt gdzie: w — oznacza prędkość kątową,
g ® — oznacza kąt mierzony w radianach; © — —
r (s — łuk, r — promień),
t — oznacza czas.
4 — ruch prostoliniow y n iejed n ostajn y83 charakteryzuje się tym, że ciało w jednakowych odstępach czasu przebyw a nierów ne drogi, natom iast prędkość ruchu zmiennego w danym punkcie drogi lub w danej chwili je st wielkością graniczną, do której dąży prędkość średnia:
S— s0 v =
---t ---to
wówczas, gdy zarówno odstępy czasu A t, jak i przebyte odstę py drogi A s, dążą do zera, co wyraża się równaniem:
—___ lim As V ~ At-»0
5 — jednym z przykładów ruchu krzyw oliniow ego81 jest ruch ciała ciężkiego wyrzuconego pod kątem do poziomu. Na ogół ruch krzyw oliniowy charakteryzuje się tym , że w ektor prędkości (v) w tym ruchu jest w każdej chwili skierow any wzdłuż stycznej do toru ciała przeprowadzonej w kierunku jego ruchu i ciągle się zmienia. Można to zapisać następującym równaniem :
- _ lim As v At->0
gdzie A jest wektorem , do którego dąży odcinek drogi przeby tej w nieskończenie m ałym przedziale czasu A t.
9. Ruchu harm o n iczn y 85, to ruch pow tarzający się w regularnych odstępach czasu, nazyw any ruchem okresowym (periodycznym), ruchem
83 P or. S. F r i s z, A. T i m o r i e w a , K u rs fi z y k i , t. 1, s. 24—26; B. M. J a w o r s k i , A. A. P i ń s k i , E le m e n ty fiz y k i, t. 1, s. 18. 84 S. F r i s z , A. T i m o r i e w a , K u rs fiz y k i, t. 1, s. 34—36; W. B o 11 o n, Z a ry s fiz y k i, 48—49. 85 P o r. R. R e s n i c k , D. H a l l i d a y , F izy k a , t. 1, s. 414—456; B. M. J a w o r s k i , A. A. P i ń s k i , E le m e n ty fiz y k i, t. 2, s. 151—187; W. B o i t o n , Z a rys fiz y k i, s. 165—2(01; S. F r i s z , A. T i m o r i e w a , K u r s fiz y k i, t. 1, s. 401—439; E F, t. 1, s. 381—395; R. G. G i e w o r k i a n , W. W, S z e p i e l , F izy k a , W arszaw a 19823, s. 78—99. 253
drgającym (w ibracyjnym albo oscylacyjnym). Z ruchem tym związane są, między innymi, następujące zagadnienia: składanie drgań o jedna kowej częstotliwości, o zbliżonej częstotliwości i o częstotliwościach w ielokrotnych oraz problem y drgań w łasnych (swobodnych), dragń w y muszonych, tłum ienie drgań i rezonans. Przykładam i tego ruchu są. ruch w ahadła zegara, dragnie stru n skrzypiec, ruch ciężarka na końcu sprężyny, ruch atomów w cząsteczkach, ruch atomów w sieci k ry sta licznej, ruch cząsteczek powietrza w czasie rozchodzenia się fali gło sowej.
10. Zjawisko ruchu falowego 86 w ystępuje praw ie w każdej dziedzi nie fizyki. O bserw ujem y go w falach na powierzchni wody, w falach dźwiękowych, w falach świetlnych, w falach radiowych i w innych fa lach elektrom agnetycznych. Jedna z teorii w fizyce cząstek elem en tar nych nosi nazwę mechaniki falowej.
Wyróżnione tu taj rodzaje ruchu, jakie spotykam y we współczesnej fizyce, na pewno nie w yczerpują całego bogactwa ruchów w przyro dzie i opisanych w fizyce, jednak w w ystarczający sposób ch arak tery zują dany przedm iot badany w tej nauce.
IV. ZAKOŃCZENIE
Zagadnienie ruchu w przedstawionych teoriach fizyki oraz jego roz wiązania prowadzą do wniosku, że ruch jest ściśle związany z przed miotam i badanym i w fizyce. Problem stosunku ruchu do m ateri, roz patryw any w płaszczyźnie poznania empiriologicznego, może być pod ję ty w ram ach każdej z wymienionych teorii fizyki. P róby rozwiązań te go problem u są zróżnicowane w zależności od założeń tych teorii. U wa żam, że współczesne ujęcie stosunku ruchu do m aterii może być, w spo sób bardziej analityczny, ukazane w oparciu o dane z zakresu fizyki cząstek elem entarnych. Wymaga to oddzielnego opracow ania tego prob lem u z racji na podstawowe znaczenie danych z fizyki cząstek elem en tarnych w próbie rozwiązania zagadnienia stosunku ruchu do m aterii.
D A L L A F E N O M E L O G IA E M P IR IC A D E L M O TO S o m a r i o
II p ro b łem a d eł m oto viene co n sid erato su i seg u en ti p ia n i di nozione:; ii mot.o com e m u ta m e n to , com e passaggio d alia p a ssib ilitó a ll’azione fa 1’oggetto d elle ric e rc h e m etafisich e; il m oto n e l senso stritto , com e il m oto q uanititat,ivo, ą u a lita - tiv o e łocale, che si re a lizż a su c ce ssiv a m en te n e l tem po, fa l ’oggetto delle ric e rc h e
86 P or. R. R e s n i c k , D. H a 11 i d a y, F iz y k a , t. 1, s. 559-—622; S. F r i s z, A. T i m o r i e w a , K u r s -fizyki, t. 1, s. 440—485; B. M. J a w o r s k i , A, A. .P i ń s k i. E le m e n ty fiz y k i, t. 2, s. 200—328; W. B o l t o n , Z a rys fiz y k i . s. 231—318; E F, t. 1, s. 527—557; R. G. G i e w o r k i a n , W. W. S z e p i e l , F izy k a , s. 100—128.
filosofiche su lle scienze n a tu ra li; il fenom eno del m oto, invece, fa l’oggetto delle - rice rc h e scien tifich e su l p iano d ella conoscenza em piriologica, p ro p ria alle p a r tic o la ri scienze n a tu ra li.
L ’artico lo vuole m o stra re l ’im p o rta n z a d ella p ro b lem atic a del m oto n elle te orie d ella fisic a di A risto te le, di N ew ton, di E in ste in e d ella fisica q u a n tic a come p u re h a in tenzione di d a re u n a p ro v a di classifica d ella sistem azione d el m oto n ella fisica co n tem p o ran ea. L a fenom enologia em p irica può c o s titu ire il p u n to di p a rte n z a (nel senso m etodologico) p e r le an a lisi filosofiche n e l cam po dells.:, filosofia sulle scienze n a tu ra li.
