Tom X IV , zeszyt 3 — 1966
WŁODZIMIERZ SEDLAK
F IL O Z O F IC Z N A P R O B L E M A T Y K A E L E K T R O M A G N E T Y C Z N E J P R Z E S T R Z E N I
Z ag adnienia w m ikrofizyce ro zw iązu je się n a drodze ek sp e ry m e n ta ln ej, p ośred n iej, j a k n p . w nioskow anie o sta n a c h en erg e ty c zn y c h a to m u n a p o d staw ie em itow anego fo to n u , albo n a dro d ze form alnej — rach u n k iem . Może też istn ie ć in n a m e to d a — analogii. B y ła b y on a u ży teczn a zwłaszcza ta m , gdzie ro z m ia r p rz e d m io tu albo p re c y z ja p rz y rz ą d ó w nie pozw ala b ad ać ek sp e ry m e n ta ln ie. W p ró b ie przybliżonego ch o ćb y rozw iązania p ro b lem u e le m en tarn ej p rzestrzen i e le k tro m ag n ety czn ej p osłużym y się m e
to d ą analogii. Szczegółowego om ów ienia te j m e to d y będzie p ra k ty c z n ie j d okonać n a końcu po zap o zn an iu się z całym to k iem p o stęp o w an ia stoso
w an y m w te j p racy .
W sp ó łp raca filozofa i fizyka je s t nie ty lk o p o stu lo w an a, ale n a w e t p ra k ty k o w a n a , choć nie zawsze w w y sta rc z a jąc y m w ym iarze. Filozofia fizyki nie m oże N b yć ty lk o fizyką ogólną, n ie m a te m a ty c zn ie w y r a ż o n ą 1.
F ilozofia fizyki w inna się sta ć m e to d ą badaw czą! R olą filozofów je s t rz u canie tw ó rczy ch m yśli. Ich w zupełności p o p raw n y m rozw ojem z a jm ą się fizycy, a fo rm aln y szlif n a d a d z ą m a te m a ty c y . To n o rm a ln y i p o ży teczn y zw ykle p o d ział p ra c y nau k o w ej.
R ó w n an ia M axw ella, o k tó ry c h E in ste in pow iedział, że b y ły w iększym zdarzeniem w d ziejach fizyki niż te o ria w zględności, rozw iązały zagadnienie fali e le k tro m ag n ety czn ej, ale ty lk o m akroskopow o 2. W d o d a tk u ,,[...J nie ty lk o nie z n a m y żad n y c h fizycznych obrazów d ziałan ia pól elek try czn y ch i m ag n ety czn y ch , ale nie m a m y rów nież żadnej fizycznej w iedzy o falach e le k tro m ag n ety czn y ch ja k o o polach [...]. Is to ta elek tro m ag n ety zm u k ry je się w m a te m a ty c e . I d lateg o te o ria elek tro m ag n ety zm u je s t całkow icie te o rią m a te m a ty c z n ą ilu stro w a n ą przez k ilk a n ied o k ład n y ch obrazów fizycznych [...J. I jeśli w p e w n y th działach fizyki m ożna dopasow ać teorię m a te m a ty c z n ą do fizycznych faktów , to w te o rii elek tro m ag n ety czn ej
1 J. M u d r y, Philosophy of Atomie Physics, New York 1958; J. J e a n s , Physics and Philosophy, Ann. Arbor Paperback 1958.
8 H. H. S k i 11 i n g, Fundamentals of Electric Waues, (tł. poi.), Warszawa 1954.
28 WŁODZIMIERZ SEDLAK
m ożna co najw yżej dopasow ać n ied o k ład n e teo rie fizyczne do fak tó w m a te m a ty c z n y c h " 3. M axwell rozw iązał więc e le k tro m ag n ety zm w sk ali m a kroskopow ej i jed y n ie form alnie. Skala m ikro- i subm ikroskopow a oraz stro n a fizyczna je s t n a d a l o tw a rta .
Z ałożenia leżące u p o d staw e le k tro m ag n ety zm u M ax w ella-L orentza są w d o d a tk u niezgodne z k o n cep cjam i fizyki k w an to w ej. S tą d ju ż w ro z
m ia ra c h ato m o w y ch p o stu lu je się zbudow anie teo rii ele k tro m a g n e ty zm u n a zupełnie in n y ch p o d staw ach niż te, k tó re służyły klasycznej t e o r i i 4.
P o n a d to „lew a s tro n a " zagadnienia n arz u c a ła zasadnicze tru d n o śc i.
J a k i je s t O środek przew odzący fale e le k tro m ag n ety czn e? E te r kosm iczny o n ierealn y ch w łaściw ościach fizycznych zastąp io n o p ró ż n ią , p rz y p isu ją c je j zn am io n a elek tro m ag n ety czn e. P rz e strz e ń p rz e sta ła b y ć ty lk o p a ra
m e tre m ru c h u , sta ła się rzeczyw istością, podobnie ja k inne fa k ty fizyczne.
P ró żn ię jak-® o śro d ek rozchodzenia się fal ele k tro m a g n e ty cz n y c h p o jm u je się n a ogół rów nież m akroskopow o. G dy częstotliw ość fal w z ra sta , te o rie p rzestrzen i m akroskopow ej przechodzą w teo rie m ikroskopow e.
W ty m rozum ieniu zagadnienie p różni stanow i c e n tra ln y problem k w a n tow ej teo rii pola, d o ty ch czaś je d n a k nie ro z w ią z a n y 5. i
■ V Z p rzy zn an iem p rzestrzen i cech e le k tro m ag n ety czn y ch w yłonił się p ro b lem jej ziarnistości w w y n ik u teo rii k w an tó w P la n c k a . W p różni zbiegły się w ięc zag ad n ien ia energii e le k tro m ag n ety czn ej, geom etrii, sk w an to w an ia, w pływ u p rzestrzen i n a p o w staw an ie cząstek ele m e n ta rn y ch , działanie p rz estrzen i n a m ałe m a sy w ru c h u z p ręd k o ścią przy św ietln ą.
O stateczn ie próżnia stanow i w ęzeł g o rd y jsk i fizyki. Jed n o cześn ie w y
gląda n a to , że pró żn ia je s t n ajm n ie jsz ą w spólną w ie lo k ro tn ą w szechrzeczy.
R ozw iązanie tego ro d z a ju zagad n ień p o d ejm ow ano zw ykle n a za sa d ach form alizm u m atem aty czn eg o . Istn ieje o dm ienna m e to d a , n a zw an a przez Z w icky’ego m orfologiczną. 6 Mogą istn ieć teo rie fizyczne, k tó re nie b ę d ą ty lk o m a te m a ty k ą , a staną, się opisem p rz y ro d y 7. Z resztą filozofia fizyki często m usi to ro w ać drogę do o p raw y m ate m a ty c z n ej w k w e stia c h z b y t zaw iłych 8.
3 M. K 1 i n e, Mathematics and the physical world, {tl. poi.), Warszawa 1964, s. 378.
4 P. S z u l k i n , S. P o g o r z e l s k i , Podstawy teorii pola elektromagnetycznego, Warszawa 1964, s. 16, 17.
5 J. W e y s s e n h o f f , Zasady elektromagnetyki i optyki klasycznej, Warszawa 1957, t. I, s. 196.
6 F. Z w i e k y, Morphological Astronomy, Berlin 1957.
7 K. R u d n i c k i, Metoda morfologiczna w naukach przyrodniczych, „Kosmos11, Seria B, 1959, z. 4, s. 283—288; K. R u d n i c k i , Metoda morfologiczna, „Studia Filozoficzne", 1964, z. 1, s. 101— 118.
8 Cz. B i a ł o b r z e s k i, Podstawy poznawcze f izyki świata atomowego, War
szawa 1956, s. 233, 250; W. F o c k, Podstawowe prawa fizyk i w świetle materializmu
PRÓŻNIA JAKO TŁO ZDARZEŃ FIZYCZNYCH
P rz e strz e ń zo stała o b arczona przez w ieki sp e c y fik ą środow iska ru ch u m echanicznego i g eo m etry czn ą id ealizacją. N iem niej filozoficzny s t a r t m yśli u k ła d a ł się w ocenie p rzestrzen i d u aln ie p o czy n ając od realizm u p rz e strz e n i do su b iek ty w izm u rep rezen to w an eg o przez K a n ta . Z daje się, że zbieżności filozoficzno-fizyczne nie są p rzy p ad k o w e i w y ra ż a ją ty lk o m akroskopow e tra k to w a n ie p rzestrzen i. S y tu a c ja w y g ląd a w te j chw ili ta k , że postępow ej fizyce, przy w y k łej do elegancji m a te m a ty c z n e j, b ra k o sta te c z n y c h ro zw iązań, a s tą d i odw agi porzu cen ia d aw n y ch d ró g k w an to w a n ia 9, filozofii n a to m ia s t b ra k u fizy k aln ien ia w y o b raźn i poza in te r p re ta c ję p rzestrzen i przez E in ste in a 10.
P rzestrzen i p rz y p isu je się ele k tro m a g n e ty cz n e właściw ości, w obec tego p u n k te m s ta r tu w inno b yć pole ele k tro m a g n e ty cz n e . N ie ste ty , poza m akroskopow ym ro zw iązaniem pola EM przez M axw ella p rz y użyciu prądów p rzesunięcia albo przez L o re n tz a p rz y istn ie n iu p o ten cjałó w opóźnionych nasze w iadom ości o e le k tro m a g n e ty cz n y m polu są dosyć
„ e le k tro te c h n ic z n e j S kala m ak ro sk o p o w a zaw odzi p rz y c z ą stk a c h elfe- m e n ta rn y c h , nie w y łączając teo rii o e lek tro m ag n ety czn ej s tru k tu rz e nukleonów c z y . c h a ra k te ry s ty c e pola m ezonow ego 11.
P rz e strz e ń m oże b yć sch a ra k te ry zo w a n a pojęciam i e le k tro m a g n e ty cznym i, a nie dosłow nie w ielkościam i fizycznym i, w zięty m i z ró w n ań M axw ella. N ależy d o k o n ać a b s tra k c ji pola elek tro m ag n ety czn eg o o p i
syw anego m akroskopow o. S kala e le k tro tech n iczn a m oże stanow ić ty lk o p o d staw ę dla w y p ro w ad zen ia zasad n iczy ch idei w y ra ż a ją cy c h pole EM z k o m p le tn y m pom inięciem szczegółów w ery fik u jący ch się jed y n ie w skali m ak ro sk o p o w ej. Nie je s t w y k lu czo n a w obec tego o d w ro tn a ew en tu aln o ść.
Poniew aż b ra k n a m fizycznego o b razu pola elek tro m ag n ety czn eg o , w obec tego a b s tra k c ja tego pola m oże doprow adzić do zm odyfikow ania naszego fizycznego m odelu fali elek tro m ag n ety czn ej.
M akroskopow a sk ala tra k to w a n ia elek tro m a g n e ty zm u , te ch n iczn a u żytkow ność fal EM , nierozw iązanie p ro b le m a ty k i próżni, zag adkow a en er
dialektycznego, [W:J Zagadnienia filozoficzne mechaniki kwantowej, Warszawa 1954, z, 2, s. 9—38; E. K o 1 m a n, Uwagi o dyskusji nad teorią względności, [W:] Zagad
nienia filozoficzne mechaniki kwantowej i teorii względności, Warszawa 1955, z. 4, s. 74— 109.
8 D. B ł o c h i n c e w , K rytyka idealistycznego ujęcia teorii kwantów, [W:] Z a
gadnienia mechaniki kwantowej, Warszawa 1953, z. 1, s. 34— 92; Gz. B i a ł o - b r z e s k i , op.' cit., s. 185—206.
10 W. F o c k , Współczesna teoria przestrzeni i czasu, [W:] Zagadnienia mecha
n ik i kwantowej i teorii względności, Warszawa 1954, z. 2, s. 148— 187.
11 S. D. D r e l i , F. Z a c h a r i a s e n, Electromagnetic Structure of Nucleons, (tł. poi.), Warszawa 1964.
3 0 WŁODZIMIERZ SEDLAK
gia m a g n ety czn a oraz niem niej zag adkow a energia elek try czn a czy n ią z a gadnienie zaw iłym , a w skali subm ikroskopow ej zo staw iają spraw ę o tw a rtą . D latego „studiow anie zjaw isk ele k tro m a g n e ty cz n y c h w y m aga d łu g o trw ałej p ra c y i stałego w ysiłku w y o b ra ź n i" 12. U ruchom ienie w y o b raźn i fizy c/n ej będzie p o trzeb n e przy, a b s tra k c ji pola elek tro m ag n ety czn eg o , a w szechstronniejsza znajom ość p ro b le m a ty k i obocznej w in n a u trz y m a ć w y o b raźn ię w ra m a c h rzeczyw istości.
ANALIZA I PRÓBA ABSTRAKCJI POLA ELEKTROMAGNETYCZNEGO
U trz y m u je się, że oddzielanie pola elektrycznego od m ag n ety czn eg o je s t pozbaw ione sensu, istn ieje bow iem je d n a ty lk o w ielkość pola e le k tro m a gnetycznego. Pole EM je s t su p erp o zy cją pola elektrycznego i m a g n e ty cznego. Je śli w polu e le k tro m ag n ety czn y m E # O, a H = O, to ro z p a tru je m y to ja k o pole elek try czn e. J e śli znów E = O, a H ^ O, w te d y m ów im y o polu m a g n e ty c z n y m 13. R o z p a tru je m y w zasadzie dw a oblicza te j sam ej rzeczyw istości. R az jaw i się o n a ja k o pole elek try czn e, to znów ja k o pole m ag n ety czn e. O ddziela je m in im aln y o d stęp czasu. T e dwie s tro n y fali EM nie w y stę p u ją n ig d y razem w sensie jednoczesności, choć u ży w am y zbiorczego pojęcia pola elek tro m ag n ety czn eg o .
N ależy p o d ją ć p ró b ę an alizy fali EM oraz d ru g ą p ró b ę -— a b stra k c ji.
A naliza m a w y o d ręb n ić w ogólnej w ielkości fali EM jej ele m e n ty składow e oraz n a stę p stw o ty ch że elem entów . A b s tra k c ja n a to m ia s t m a za zadanie uchw ycić n ajisto tn ie jsz e m o m e n ty fali elek tro m ag n ety czn ej w yróżnialne n a drodze an alizy.
W fali elek tro m ag n ety czn ej m ożna w yróżnić:
a) D ualizm n a tu r w zajem nie się elim in u jący ch . P rz y E = O, H # O i o d w rotnie, p rz y H = O, E ^ O. W polu EM raz w idzim y c h a ra k te ry sty k ę e lek try czn ą, to znów m ag n e ty c z n ą. N iem ożność jednoczesnego ro z
p a try w a n ia w e k to ra E i H stw arza nieco analo g iczn ą s y tu a c ję do n ieo zn a
czoności H eisenberga. W ty m w y p a d k u m ożna m ów ić o „nieoznaczoności"
elek tro m ag n ety czn ej. P rz y jm u ją c rozróżnienie e le k tro n -a n ty e le k tro n , czyli e le m e n ta rn y ła d u n e k u je m n y i d o d a tn i, m o żn a b y m ów ić o w ek to rze e le k try czn y m ja k o o a n ty m a g n e ty c zn y m , a o w ek to rze m a g n e ty c z n y m ja k o o a n ty e le k try c zn y m . W dalszej k onsekw encji o po lu e le k try c z n y m ja k o o an ty m a g n e ty c zn y m , w reszcie o polu m a g n e ty c z n y m ja k o a n t y ele k try c z n y m w fali elek tro m ag n ety czn ej.
12 W. A. G o w o r k o w, Eleklriczeskie i magnitnyje polia, Moskwa 1960, (tl. poi.), s. 10.
13 L. L a n d a u, E. L i f s z i c, Teoria pola, (tł. z ros.), Warszawa 1958, s. 59.
b) W zw iązku z p o p rzed n im trz e b a p rz y ją ć p rzeciw staw n ą rów no
w a rto ść p o la E i H oraz w y k lu czy ć zagadnienie p rio ry te tu . J e s t ono rów nież n ie ro zstrzy g aln e ja k w sp o m n ian a nieoznaczoność ele k tro m a g n e ty cz n a . L ew ą s tro n ą pola E je s t pole H i o dw rotnie. P ole EM należy u w ażać za n a jb a rd z ie j pierw otne.
U trzy m y w an ie, że źródłem pola elek tro m ag n ety czn eg o je s t ła d u n e k lu b p rą d y 14, je s t słuszne, ale w skali technicznej czy te ż m akroskopow ego opisu dokonanego przez M axw ella.
c) Istn ieje najogólniej p o ję ta relacja E J_ H . P ole elek try czn e w yw o
łu je pole m agnetyczne p ro sto p a d le do niego skierow ane. To sam o ty c z y pola m agnetycznego w sto su n k u do w yw oływ anego pola elek try czn eg o . K o n ty n u u ją c pojęcie elek try czn o ści i a n ty e le k try c zn o śc i (m ag n ety zm ) trz e b a p rz y ją ć E = H (E = nie H ), H == E (H = nie E ) oraz p ro s to p a d łą relację ty c h w ielkości. Ale w te d y m a m y sy m e trię energii — zw ierciadlane odbicie z o b ro te m . Istn ie je tra n s fo rm a c ja E w H i o d w ro tn ie n a zasad ach odbicia i o b ro tu .
T a s y m e tria e n e rg e ty c zn a w y stę p u je w polu EM w tra k c ie d o k o n y w an ia się. I to będzie z d a je się w ażne. D o ty ch czas stw ie rd z a m y ty lk o w y n ik i końcow e sy m e trii m a te rii ja k o cząstk i i a n ty c z ą s tk i po za m oż
nością u ch w y cen ia procesu ich p o w staw an ia. W polu e le k tro m a g n e ty c z n y m m ielib y śm y zjaw isko sy m e trii en erg ety czn ej in s ta tu n ascen d i.
d) S y m e tria e le k tro m a g n e ty cz n a i zw iązana z ty m e n e rg ety czn a tra n s fo rm a c ja w szczególnych p rz y p a d k a c h łą c z y się z p o w stan iem ru c h u . P o w sta je w e k to r p ro p a g a c ji W i E o raz W j. H . M am y w te d y falę EM . P o w sta je je d n a k p ro b lem , w k tó ry m m iejscu w y stę p u je w e k to r W ? Czy m ięd zy E i H , a w ięc w m om encie tra n sfo rm a c ji en erg ety czn ej, czy też m ięd zy je d n y m elem entem „E j_ H “ a n a stę p n y m . W pierw szym w y p a d k u w y g ląd ało b y to ja k n a ryc. l a , w d rugim — ja k n a ryc. Ib . T ru d n o ść je s t te o re ty c z n a . F a k ty c z n ie p o w ta rz a ją się w fali elem en ty „E j. H “.
W y g ląd a to ja k n a ry c. 2. U k ład (b) p o w staje m ięd zy E j_ H ± W , ale u k ła d (a) p o w sta je m iędzy H i W i E x.
R ozw ażanie pow yższe je s t słuszne, gdyż w yróżnienie p rio ry te tu m iędzy E i H je s t niem ożliw e, ja k rów nież z zasad y rów now ażności E i E , H i H-
e) E le m e n t elek tro m a g n e ty cz n y (a) je s t b ard ziej poglądow y i pozw ala w nioskow ać o sam ej tra n sfo rm a c ji. P rzejście m ięd zy E = O, H ^ O d o k o n u je się przez „zero elek tro m a g n e ty cz n e " zw iązane z przesunięciem w zdłuż W . Zero e le k tro m ag n ety czn e je s t p u n k te m k ry ty c z n y m dla energii elek try czn ej, d o konuje k onw ersji w a n ty e le k try c z n ą energię (m ag n ety -
14 S. B a ż a ń s k i , Klasyczna teoria pola, Łódź— Warszawa 1956 (skrypt dla szkół wyższych), s. 141.
32
a).
Ryc. 1. Dwa możliwe układy elementu elektromagnetycznego.
Two possible formations of the electrom agnetic element.
Ryc. 2. W fali EM realizują sie obie możliwości poprzednio wyodrębnione jako E iW iH ! lub Ej_H_lW.
Both possibilities, hitherto isolated as E i W i H x or E j. H i W , are realized in the EM wave.
czną), d o k o n u je się p o n a d to odbicie zw ierciadlane w raz z o b ro te m w in n ą płaszczyznę. E fe k te m p o śred n im je s t przesunięcie bez s t r a t en erg ety czn y ch . Z asad a m ech an ik i k w antow ej o p rzejściach tu n elo w y ch m u si i tu ta j o k azać się słuszna, gdyż w przeciw nym w y p a d k u m ielib y śm y falę EM w y g asającą.
Zero e lek tro m ag n ety czn e b y ło b y n ajciek aw szy m zagadnieniem w y ja śn iający m p o w stan ie sy m etrii en erg ety czn ej, czyli tra n sfo rm a c ji n a tu r e n erg ety czn y ch , oraz p o w stan ie n ajelem en tarn iejszeg o ru c h u w p rz y rodzie.
A naliza i a b stra k c ja fali e lek tro m ag n ety czn ej pozw oliły uchw ycić n a jisto tn ie jsz e elem en ty elek tro m ag n ety czn o ści, p o jęte ja k n ajb a rd z ie j ogólnie. A naliza i a b s tra k c ja są w praw dzie o p e ra c ją logiczną ty lk o , ale o p a r tą n a kilku fa k ta c h fizycznych fali EM ujm ow anej m akroskopow o;
istn ie je w e k to r E i H w te n sposób, że jeżeli E = O, to H # O, jeżeli E # O to H = O. Istn ie je fa k t E j. W j_ H (W n azw ijm y w ek to rem p ro p ag acji fali).
P rzestrzeń o c h a ra k te rz e elek tro m a g n e ty cz n y m , n a z y w a n a rów nież próżnią, w inna w n ajo g ó ln iejszy sposób realizow ać w sobie a b stra k c ję pola elektro m ag n ety czn eg o . Z asadnicze pojęcia o trz y m a n e n a podstaw ie an alizy i a b s tra k c ji fali e lek tro m ag n ety czn ej n ależało b y w obec tego za
stosow ać do k w a n ty z a c ji próżni.
KWANT PRZESTRZENI
P rz y z n a n ie p ró żn i elek tro m ag n ety czn ej specyfiki, a więc c h a ra k te ru energ ety czn eg o , pociąga za sobą pro b lem k w a n ty z a c ji. P rz e strz e ń m a z ia rn is tą 's tru k tu rę ja k k ażd a energia. P rz e strz e ń je s t nieciągła. P o w staje p y ta n ie — ja k „w y g ląd a" k w a n t p rz e strz e n i? N igdzie zasad a fizyczna — m a te ria w yznacza geom etrię —- nie będzie ta k re a ln a , ja k w kw ancie prze
strz e n i elek tro m ag n ety czn ej. To m iejsce sty k u m a te rii z g eom etrią.
B y odpow iedzieć n a pow yższe p y ta n ie , n a leży p rzeanalizow ać kw estię, ja k ą g eo m etrię „ u p ra w ia " m a te ria n ajc h ę tn ie j.
Jed n o cześn ie trz e b a będzie teo rety czn ie ro z strz y g n ą ć spraw ę n a j
p ro stszej b ry ły g eom etrycznej. J a k a je s t n a jp ro stsz a p rz e strz e ń o g ran i
czona, czyli z a m k n ię ta ? Będzie to czw orościan. P la to n zd aw ał sobie ju ż spraw ę z istn ie n ia ty lk o 5 b ry ł reg u larn y ch . C zw orościan forem ny je s t pierw szą w łaśnie z ty c h b ry ł p lato ń sk ich . C zw orościan je s t b ry łą b o g a tsz ą w e le m e n ty g eo m etry czn e od kuli. K ula nie odznacza się ta k im b o g a
ctw em m ożliwości. K u la je s t izotropow a. W szy stk ie k ie ru n k i są w niej rów now ażne. T e tra e d r n a to m ia s t ja k o k w a d ru p o l . je s t an izo tro p o w y . T e tra e d r sk ład a się z 4 tró jk ą tn y c h płaszczyzn, p o siad a 6 kraw ęd zi, 4 n a roża. T e tra e d r je s t p ry m ity w n ie jsz y niż sześcian. Z aw iera 1 środek sy m etrii, 10 osi sy m etrii, z czego 6 ułożonych w zdłuż k raw ędzi i 4 p rzech o dzące przez w ierzchołek oraz środek przeciw ległej ściany.
O dpow iednie p a ry k raw ęd zi są w zajem nie p ro sto p a d łe do siebie, a-więc 3 p a ry kraw ęd zi d a ją 3 u k ła d y p ro sto p a d ły c h rów now artościow ych.
34 WŁODZIMIERZ SEDLAK
T e tra e d r je s t niezw ykle b o g a ty w ele m e n ty sy m e trii a przy ty m b ard zo p ry m ity w n y . P rz y sw oim u b ó stw ie elem entów b ry ło tw ó rczy ch w y k azu je szero k ą rozpiętość m ożliw ości sy m e try czn y ch .
G eom etria k o n s tru k ty w n a te tr a e d r u je s t ciekaw ym przejściem b ez
pośrednio od jednego w y m iaru do p rzestrzen n o ści, czyli trz e c h w ym iarów . P rzejście od u k ład ó w liniow ych do p rz e strz e n n y ch je s t z p u n k tu fizycznego stan o w isk a niezw ykle w ażne. K o n stru k c ja te tra e d ru je s t b ard zo p ro sta . Dwa odcin k i o relacji p ro sto p ad łej do siebie, w zajem nie ro z su n ię te d a ją p rz y ty m ju ż zary s czw orościanu. F izycznie rzecz u jm u ją c — dw a ro z
su n ięte dipole, p ro sto p ad łe do siebie, d a ją m iędzy b ieg u n am i u k ła d sił za m y k a ją cy się w te tra e d r. B yłoby to n a jp ro stsz e p rzejście od dip o la do k w a d ru p o la rozum ianego p rzestrzen n ie a nie liniow o ja k o dw a dipole rów noległe lufy ro zsunięte n a tej sam ej linii. Z am iast dw u dipoli m ogą b y ć — najogólniej biorąc jfti ty lk o dwie odm ienne rzeczyw istości fizyczne, m iędzy k tó ry m i zachodzi oddziaływ anie. P o w staje w ów czas k w ad ru p o l odp o w ia
d a ją c y geom etrycznie czw orościanow i.
T eoretycznie te tr a e d r w y raża nie ty lk o n a jp ro s ts z ą b ry łę geom etry czn ą.
R ealizu je jednocześnie przejście od jednego do trzech w ym iarów . Od s tro n y fizycznej je s t rozw iązaniem biegunow ości nieliniow ej (kw adrupol) i św iadczy o elem en tach uporządkow ania,, czyli o czym ś, co najp ro ściej w yrazić łacińskim „o rd o “ . M am y n a m yśli jak ieś u p o rząd k o w an ie różnycłi w arto ści w su m u jący się obraz, odm iennie n acech o w an y ja k o całość.
Te g eom etryczne, a więc idealne rozw ażania, w y m a g a ją sk o n fro n to w ania ze stan em fak ty czn y m . W łaśnie te ra z je s t m iejsce n a p y ta n ie — ja k ą geom etrię „ u p ra w ia " m a te ria ?
W k a żd y m razie dla oceny ciał k ry sta lic z n y c h p rz y ję to za p u n k t w yjścia czw orościan zasadniczy. F a k ty c z n ie w ięc d la każdej m ate rii.
S ta n k ry sta lic z n y je s t u p o rząd k o w an iem . M ateria m oże zawsze w y stę p o w ać w sta n ie k ry staliczn y m p rzy odpow iednich w a ru n k ach . Czw orościan zasad n iczy różni się k ą ta m i m iędzy osiam i k ry stalo g raficzn y m i i odpow ied
nim i sto su n k a m i odcinków o d cięty ch n a ty c h osiach przez je d n o stk o w ą ścianę (ryc. 3). W obec tego relacja a : p : y = a : b : c je s t w a ż n a . Z a leżnie dopier.o od zasadniczego czw orościanu tw o rzy m y k la sy k ry s ta lo graficzne.
W m a te rii sk ład ającej się z atom ów lub jonów zależnie od ich pro m ie
n ia w y stęp u je k o o rdyriacja. Ciasne up ak o w an ie w n ajm n iejszej p rzestrzen i k ry stalo g raficzn ej je s t zależne od w ielkości prom ienia jonow ego czy a to mowego. U przyw ilejow ana je s t k o o rd y n a c ja w y ra ż a ją ca się liczb ą 4, czyli te tra e d ry c z n a . N ajpospolitsze p ierw iastk i w y stę p u ją w tej k o o rd y nacji d a ją c czw orościenne g ru p y krystalochem iczne. T ab lica 1 16.
15 K. S m u l i k o w s k i , Geochemia, Warszawa 1952, s. 95.
Z
The essential tetrahedron in crystallography.
aniony tetraedryczne
(CIO,)-1 (CrO,)-*
(SiO,)-‘ (A104)-‘
(S 0 4)-» (FeO,)-*
(As0 4)-« (T i04)-‘
(B e0 4)-° (MoO„)-"- (BOj)-5 (W 0 4)-»
(PO.)-* (MnO,)-*
drobina wody posiada również budowę tetraedryczną, jak to stwierdzono rentgenograficznie.
G ęstość u p ak o w an ia je s t zależna rów nież od k o o rd y n a c ji luk. P rzez lukę będziem y rozum ieli w olną p rzestrzeń z a w a rtą m iędzy k ulam i. K oor
d y n a c ja lu k zależy od ilości k u l o ta c z a jąc y c h k a ż d ą lukę. L u k a te tra e - d ry czn a m a k o o rd y n a c ję 4, gdyż je s t otoczona przez 4 kule 18 (ryc. 4).
R y cin a 4 w y k a z u je w schem acie d w uw ym iarow ym , że ta k i sposób uło
żenia k u l je s t n ajg ęściejszy (p a trz s. 36).
P o siad a to w ielki sens fizyczny jednocześnie, gdyż bard zo często zw iązki nieorganiczne p o sia d a ją a to m y n iem etaliczne u p ak o w an e w sposób n a j
gęściejszy, a luki m ięd zy nim i z a jm u ją m ałe a to m y m etaliczne.
W ja k im procencie m a te ria faw oryzuje g eom etrię te tra e d ry c z n ą ? P ojęcie m oże dać w ystępow alność p ierw iastk ó w chem icznych w Ziemi.
“ L. V. A z a r o f f, Inlroduclion to Solids, New York, Toronto, London 1960, (tł. poi.).
36
R yc. 4. Luki m iędzy atom ami zależnie od sposobu upakowania, b) luki tetraedryczne przy ciaśniejszym upakowaniu (w rzucie płaskim).
Spaces between atom s, depending on the packing. b) tetradic spaces in closer packing (hori- zontal piane).
W ed łu g P olańskiego 1 7 ilość p ierw iastków d ający ch an io n y te tra e d ry c z n e w ynosi w Ziem i około 9 0 % . W obec tego około 90% m asy Ziemi m a skłon
ność do realizow ania czw orościennej geom etrii.
Z iem ia nie je s t w y ją tk ie m „chem icznym " W szechśw iata. Ś red n i roz
k ła d m a te rii w edług głów nych p ierw iastk ó w chem icznych nie p rz e d sta w ia zapew ne w iększych odchyleń. W ra c h u b ę może w chodzić sto p ień ew olucji p ierw iastk ó w — sp raw a n ie z n a n a dla nas. W k a ż d y m razie stw ier
dzono, że w p ierw o tn y m p rom ieniow aniu kosm icznym w y stęp u je silna składow a Li, B e i B 1S.
O dpow iednikiem te tra e d ru geom etrycznego w u k ład zie sił, j a k w sk a
zano, je s t k w ad ru p o l. P o w sta je w ięc p y ta n ie , czy - ro zm iary atom ow e w zględnie jąd ro w e zach o w u ją rów nież głów ną linię geom etrii m a te rii?
S y m etria rozm ieszczenia p ro to n ó w i n e u tro n ó w w ją d rz e nie je s t k u lista. D ośw iadczalnie nie stw ierdzono rów nież w ją d rz e m o m e n tu dipolo
wego. W y stę p u je n a to m ia s t m o m e n t k w ad ru p o lo w y . W zw iązku z ty m w y stęp u je n ie k u lista sy m e tria ład u n k ó w , a k s z ta łt ją d r a je s t zbliżony do cy g ara lub spłaszczonej elipsoidy o b r o to w e j19. Istn ie n ie kw ad ru p o lo w y ch m om entów e le k try czn y ch w ją d ra c h ato m o w y ch znane je s t ju ż od ro k u
17 A. P o l a ń s k i , A new essey of euolution of the chemical composition of the Earth, („Buli. Soć. Am. Scien. Lett. de Poznań IX 1948“), Za: S m u l i k o w s k i , op. cit., s. 26—27.
18 M. D a n y s z, Prace bieżące w H. H. W ills Physical Laboratory w Bristolu, [W:] Materiały z Konferencji Fizyków w Spalę, Warszawa 1954, s. 137— 153.
19 T. E r d e y - G r u z , Podstawy budowy materii, (tł. z węg.), Warszawa 1963, s. 126.
1935 20. S o n d ą św iadczącą o ty m k w ad ru p o lo w y m m om encie ją d ra je s t prom ieniow anie e lek tro m ag n ety czn e, tu ta j prom ienie g am m a 21. K w ad ru - polow y m o m e n t dow odzi nie ty lk o k s z ta łtu ją d ra , ale pozw ala w nioskow ać o jego w ew nętrznej s tru k tu rz e 22.
Skoro n a pod staw ie kw adrupolow ego pro m ien io w an ia ją d r a w ysuw a się w nioski co do jego n iek u listeg o k s z ta łtu , w obec tego prom ieniow anie kw adrupolow e całych ato m ó w w inno dow odzić, że m a te ria w ro zm iarach atom o w y ch realizu je rów nież g eom etrię n ie k u listą , a w p ew n y m sensie te tra e d ry c z n ą 23.
N a całym więc pionie m a te rii od rozm iarów ją d r a atom ow ego do k ry - stalochem icznych g ru p realizu je m a te ria geom etrię czw orościanu. P ew nego rod zaju curiosum stan o w i d o p atrzen ie się geom etrii te tra e d ry c z n e j w skali m egaskopow ej w całej Ziemi. J u ż w ro k u 1899 G regory zw rócił uw agę, że Ziem ię m ożna uw ażać za w ielkich rozm iarów te tr a e d r z n a ro żam i w m iejscach s ta ry c h ta rc z k o n ty n e n ta ln y c h , p rz y p o zo stały ch lą
d ach ro zciąg ający ch są w zdłuż k raw ęd zi b ry ły . O ceany z a jm u ją położenie o d p o w iad ające ścianom b ry ły 24.
Te sam e n ajogólniej p o jęte z asad y w in n y obow iązyw ać całą m a te rię , nie w y łączając p ró żn i pojm ow anej elek tro m ag n ety czn ie. A b y tę spraw ę w yśw ietlić, dobrze będzie n a jp ierw przeanalizow ać głów ne ele m e n ty fali elek tro m ag n ety czn ej zestaw iając je z g eo m etrią k o n s tru k ty w n ą te tra e d ru . Z bieżności są daleko idące. W sp o m in aliśm y o dw óch elem en tach w relacji p ro sto p ad łej do siebie, w zajem nie ro zsu n ięty ch . Jeśli w obu elem en tach , p rz y ję ty c h dla uproszczenia ja k o odcinki, u z n a m y a n ta g o n isty c z n ą róż
n icę n a tu r , w te d y o trz y m a m y te tr a e d r y sił o d d ziały w ający ch n a siebie.
W e k to r E i H fali elek tro m ag n ety czn ej m o żn a/n ajo g ó ln iej uw ażać za k o n s tru k ty w n e ,elem en ty d ające te tr a e d r sił. U k ład E j_ Wj_ H daje w p rzy b liżen iu dwie osie w spółrzędnych ro zsu n ięte o odległość W . T en w y różniony u k ła d , d a ją c y najogólniej te tr a e d r sił, w inien się realizow ać rów nież w elem en tarn ej jed n o stc e p rz estrzen i p o jętej e le k tro m a g n e ty cznie ^ w kw ancie p rzestrzen i. T ypow a g eo m etria dla m a te rii — czw oro
ścian — w in n a b y ć realizow ana i w ty m w ym iarze.
D la pew nej o rie n ta c ji n ależy dodać, że chciano ju ż dużo w cześniej zgeom etryzow ać n a w zór ogólnej teo rii w zględności i inne pola fizyczne
20 H. N i e w o d n i c z a ń s k i , Elektryczne kwadrupolowe momenty jąder ato
mowych, [W:] Materiały z Konferencji Fizyków w Spalę, Warszawa 1954, s. 193— 199.
21 E. S z p o 1 s k i, Alomnaja fizika, *(tł. poi.), Warszawa 1954, t. II, cz. 2, s. 27—28, 218—228, 390—394.
22 R. S a c h s , Nuclear Theory, Cambridge 1955, (tł. poi.), s. 280—284.
23 W. R u b i n o w i c z , Kwantowa teoria atomu, Warszawa 1954, s. 97— 100.
24 E. S t e n z, M. M a c k i e w i c z , Geofizyka ogólna, Warszawa 1964, s. 596.
38 WŁODZIMIERZ SEDLAK
poza g raw itacy jn y m , m iędzy in n y m i i pole elek tro m ag n ety czn e 25. P ró b y te je d n a k nie spełniały oczekiw ań, „Z niecierpliw ością więc oczek u ją fizycy dnia, w k tó ry m ja k a ś now a, szczęśliwa idea pozwoli ulepszyć dzisiejszą k w an to w ą teorię pól [...]“ 2e.
D la uproszczenia będziem y dalej nazyw ali k w a n t p rz e strz e n i e le k tro m agnetycznej m agnelem (w skrócie m gl). B ędzie to w ięc h ip o te ty c z n y e le m e n ta rn y w y m iar p rzestrzen i — p o d staw o w y sk ład n ik elek tro m ag n e
ty c z n y .
Dla uproszczenia sy tu a c ji w zięto całe zagadnienie k w a n tu p rzestrzen i w geom etrii E u k lid esa. Bliższe je d n a k rozw iązanie m agnelu będzie w y m a
gało praw dopodobnie nowej geom etrii, różnej od geom etrii n ieeu k lid e
sow ych Ł obaczew skiego czy n a w e t riem anow skich.
M agneł p osiada a b so lu tn y u k ład odniesienia. J e s t on nim sam dla siebie.
R e p rezen tu je on tó , co filozofia n azyw a ruchem w sobnym . U staw iczn y niepokój e lek tro m ag n ety czn y je s t jednocześnie p ro to ru c h e m m ate rii.
P u lsa c ja e le k tro m ag n ety czn a d o konuje się w ustaw icznej zam ianie p ro sto p ad łej E i H oraz w p u lsacji w y rażającej różny s ta n rozsunięcia E od H n a odcinku W . Ciągła p u lsacja elek tro m ag n ety czn a m agnelu d o k o n u je się więc w ram ach w łasnego u k ła d u w spółrzędnych stan o w iący ch geom etrię k w a n tu przestrzen i. J e s t to . ru ch zerow y próżni.
M ateria realizuje n a całym pionie w ielkości fizycznych ideę te tra e d ru , czyli k w ad ru p o la energetycznie rzecz biorąc. P oczw órność n ajszerzej po
ję ta je s t ja k im ś n a jisto tn ie jsz y m praw em m aterii.
G eniusz P ita g o ra sa p rzy p isy w ał liczbie cztery m agiczne w łaściwości.
Jego uczniow ie obchodzili dziw ne cerem onie o d d aw an ia czci boskiej liczbie cztery . „Błogosław n as, boska liczbo, k tó ra ś stw o rzy ła bogów i ludzi.
O św ięta T E T R A K T Y S , k tó ra posiadasz w sobie zaródź i źródło wiecznego stru m ie n ia s tw a rz a n ia " 27.
Nie m ożna ty lk o dość nadziw ić się, skąd ta k a in tu ic ja u s ta ro ż y t
n y ch filozofów, w yczu w ająca to , co dopiero w 25 w ieków później zeb ran o w różnych dziedzinach n a u k i o m aterii.
STRUKTURA PRZESTRZENI
W y chodząc z ogólnej idei ziarnistości p rzestrzen i oraz p o słu g u ją c się h ip o te ty c z n y m k w a n te m p rzestrzen i —I m agnelem — p o d jąć m o żn a p ró b ę o d tw orzenia s tr u k tu r y przestrzen i.
25 S.i B a ż a ń s k i, op. cii., s. 141.
29 J. R a y s k i , Czas, przestrzeń, kwanty, Warszawa 1964, s. 156.
27 L. H o g b e n , Mathematics for the M illion, (tł. poi.), Warszawa 1952, s. 179.
P rz e strz e ń o s tru k tu rz e ziarn istej sk ład a się z k w an tó w zw anych m a- gnelam i. R e p re z e n tu ją one n a jm n ie jsz y elem en t s tru k tu ra ln y p rzestrzen i, a w ięc jednocześnie m aterii. M agnele sta n o w ią k w a n ty p ra m a te rii. Z a
k ła d a ją c najogólniej sy m etrię m a te rii, n ależy przyp u szczać istn ien ie m a- gneli i a n ty m ag n eli. K w estia ty lk o , czy D iracow ska id ea elek tro n u i „ d z iu ry “ m oże m ieć tu ta j zastosow anie. N a stęp n e p y ta n ie — czy należy p rz y ją ć istn ien ie próżni i a n ty p ró ż n i? R o z p a tru je m y zagad n ien ie lim i- ta ln ie . Istn ien ie czegoś dalszego po za p ró żn ią je s t pozbaw ione sensu fi
zycznego i logicznego. D iracow skie rozw iązanie b y ło b y rów noznaczne z p ró żn ią i a n ty p ró ż n ią , ale w e le m e n ta rn y ch jej k w a n ta c h . Je d y n ie róż
nice w geom etrii k w a n tu p rz e strz e n i m ogą d aw ać dw a różne o b razy . P rzy p u szczam y , że m ożliw a je s t k o n fig u racja m agnelu (a) i (b) zasadniczo rów now ażna. W p rz y ję te j gdzie indziej n o m e n k la tu rz e b y łb y to + m g l i m gl. P ró żn ia je s t w ypełn io n a n ajid ealn iej m ag n etam i te tra e d ry c z n y m i.
J e s t m ak sy m aln ie u p a k o w an a. R u c h zerow y p ró żn i pow oduje p o la ry zacja sąsiedniego m gl. W szy stk ie m agnele m a ją ru ch zerow y, w obec tego p o w staje w rezu ltacie flu k tu a c ja p ró żn i ja k o su m o w an y i p rzem ieszczany w y raz p o la ry zacji sąsiednich m agneli. F lu k tu a c ja próżni m oże się przen o sić z p ręd k o ścią w iększą od p rędkości św iatła, ta k ja k prędkość fazow a fali.
R ó żnokierunkow e flu k tu acje próżni n a k ła d a ją c się d a ją in terferen cję lub superpozycję. S y tu a c ja ta prow adzi do lokalnego przeen erg ety zo w an ia lu b zdeen erg ety zo w an ia różnoim iennych m agneli. W w y n ik u m oże n a stą p ić sp ręży ste o d kształcenie czw orościennego m ag n elu lub zaburzenie w u p o rz ą d k o w a n iu u k ła d u m agneli.
W z ro st energii w u k ładzie łączy się ze w z ra sta ją cy m n ieuporządkow a- n iem elem entów . K o n d en sacja energii je s t zw iązana z p rz e strz e n n ą d y la- ta c ją . Inaczej m ów iąc —- energia z a jm u je „m iejsce". N a to m ia st k o n tra k c ja p rz e strz e n n a łączy się z w y d alen iem n a d m ia ru energii i u p o rząd k o w an iem elem entów . N ajogólniej m ożna to zjaw isko sch a ra k te ry zo w a ć p j energia w y m aga p rzestrzen i. W y g ląd a to n a pow szechne praw o geom etrii m ate rii.
B ędziem y tę zasad ę n azy w ali w skrócie za sa d ą k o n d en sacji energetyczno- -p rzestrzen n ej.
O b o jętn e, czy to będzie się w y rażać ja k o p o te n c ja ł sed y m en tacji, żelifikacji czy k ry sta liz a c ji. P rzejście w s ta n większego u p o rząd k o w an ia je s t połączone z k o n tra k c ją g eo m etry czn ą i w yd alen iem w olnej energii.
F iz y k a ją d ra atom ow ego po tw ierd za ogólną zasadę k o n d en sacji oraz jej efek ty . I ta k sum a m as p ro to n ó w i n e u tro n ó w w d o stateczn ie w ielkich odległościach je s t in n a niż su m a tej sam ej liczby p ro to n ó w i n e u tro n ó w w ją d rz e . K o n d en sacja je s t zw iązana w ty m w y p a d k u z w yzw oleniem w ielkich ilości energii o d d an ej ciałom w pobliżu. Ł ączna m asa p ro to n ó w
40 WŁODZIMIERZ SEDLAK
i n eu tro n ó w je s t m niejsza o A m = A — . Cały u k ład je s t uboższy e n e r
getycznie od sum y składników 2S.
N ajw yższym w yrazem k o n d en sacji energetycznej b y ło b y ją d ro a to mowe. J ą d ro je s t jednocześnie sam o sk u tk iem najw iększej k o n tra k c ji p rzestrzen n ej. N iezależnie od m odelu p rzyjm ow anego dla b u dow y ją d ra , je s t ono m a k sy m aln y m skondensow aniem energii p rz y m in im u m p rz e strzen i 29.
P ró żn ia k u rczy się w m iarę k ondensacji. W szechśw iat, sk ra c a swój prom ień. G eom etrię W szechśw iata określa m a te ria , To fa k t. Ale genezą tego fa k tu je s t k o n d en sacja próżni. W szechśw iat nie rozszerza się n ie u stan n ie, ja k to u trz y m u je Je a n s. U cieczka m gław ic nie je^ t ob razem ca
łego W szechśw iata. W w yn ik u p raw a k o n d en sacji m a te rii łącznie z p ró ż
n ią — pro m ień K osm osu ulega sk racan iu .
P rz e strz e ń m egaskopow o w in n a rów nież realizow ać geom etrię te tr a - ed ry czn ą. K ulistość p rzestrzen i z a k ła d a n ą przez ogólną teorię w zględności E in ste in a ja k o w yraz geom etrii i m asy g ra w ita c y jn e j, a w zw iązku z ty m nieograniczoność lecz skończoność W szechśw iata, n ależało b y zm odyfi
kow ać do zary su te traed ry czn eg o . P ro m ień św iatła obiegając W szech
św iat ulega zakrzyw ieniu w w y n ik u p o ru szan ia się nie po w ew nętrznej płaszczyźnie kuli, lecz biegnie po u k ładzie trz e c h zam k n ię ty c h hip erb o l w ew n ątrz olbrzym iego czw orościanu (ryć. 5) (przekrój czw orościanu,
R yc. 5. Przekrojem tetraedru zbliżonego do kuli je s t układ zamknięty trzech hiperbol.
The cross-section of a tetrahedron similar to a sphere is a closed system of three hyperbola.
w idoczne 3 hiperbole). W szech św iat ja k o p rzestrzeń je s t nie k u lą, lecz k w a d n ip o le m zbliżonym do kuli. Inaczej te tra e d re m o zao k rąg lo n y ch w ierzch o łk ach i kraw ędziach.
N a całym pionie w y m iaró w od k w an tó w p rzestrzen i do W szechśw iata w in n a w ystępow ać • t a sam a g eo m etria te tra e d ry c z n a . W niosek te n je s t e k stra p o la c ją na dw óch k ra ń c a c h skali — su b m ik ro i m e g a — choć n a p o d staw ie faktów stw ierd zaln y ch n a różn y ch szczeblach wielkości. G eom etria te tra e d ry c z n a to praw o p rzekrojow e całej m a te rii we w szy stk ich rzęd ach rozm iaru.
POWSTANIE FOTONU
O m echanizm ach p ro w ad zący ch do p o w stan ia fotonu nie w iem y nic.
Możemy je ty lk o w p rzy b liżen iu w yprow adzić z k ilku zn an y ch faktów oraz z ogólnych p raw zachow ania się m ate rii. M ateria d ąży do m a k sy m alnego u p a k o w a n ia p rzy m inim um zajm ow anej p rzestrzen i i m in im u m w olnej energii. S ta n te n n azy w a m y k ry sta lic z n y m . K ażde zab urzenie sta n u kry staliczn eg o w y m ag a energii. R e k ry sta liz a c ja je s t p o w ro tem do u p o rząd k o w an ia z w yprom ieniow aniem w olnej energii.
T a sam a zasadai obow iązuje w ato m ie. P rzejście e le k tro n u na niższy poziom k w an to w y rów na się zab u rzen iu s ta n u energetycznego tego po
ziom u. W ew n ętrzn e u p o rząd k o w an ie poziom u energetycznego d o k o n u je się p rz y emisji; k w a n tu św iatła £4 fo to n u . „ R e k ry sta liz a c ja " , czyli p o w ró t do s ta n u u porządkow anego poziom u kw antow ego w ato m ie, sygnalizuje się e m ito w an y m fotonem .
Ze zn a n y c h zjaw isk n ależy w spom nieć o tzw . a n ih ilacji m a te rii i z ja w isku o d w ro tn y m — tw orzeniu p a r. A nihilacja p o w staje n a sposób jed n o - k w an to w y lub d w u k w an to w y . Je d n o k w an to w ej an ih ilacji podlega p o zy to n z em isją k w a n tu p ro m ieniow ania gam m a, jeśli 'elek tro n je s t zw iązany z- ją d re m . S p o ty k aln o ść tej an ih ilacji stan o w i w n ajlep szy m p rz y p a d k u m niej niż 20% d w u k w an to w ej. A n ih ilacja d w u k w an to w a n a stę p u je p rzy zd erzeniu e le k tro n u z p ozytonem . F o to n y są w te d y em ito w an e w k ie
ru n k a c h przeciw nych i są spolaryzow ane p ro sto p ad le do siebie e + + e_ = 2f.
P rz y tw o rzen iu p a ry n a to m ia s t fo to n y d a ją p o cz ą te k cząstk o m n a ła dow anym . J e s t to proces o d w ro tn y do an ih ilacji. I ta k 2f = e ++ e_ .
28 S. F i s z , Pojęcie masy i energii w fizyce współczesnej, [W:] Zagadnienia filo
zoficzne, z. 2, s. 67-—104; E. S z p o l s k i , O związku między masą i energią, [W:]-Za
gadnienia filozoficzne, z. 2, s. 105— 139.
22 G. G y ó r g y i, Zarys teorii jądra atomowego, (11. z węg.), Warszawa 1964.
42 WŁODZIMIERZ SEDLAK
Istn ieje też odw rotność jed n o k w an to w ej anihilacji. F o to n p rzech o d zący w polu ato m u m oże w y tw o rzy ć dwie p a ry f = 2(e+ + e ~ ) 30.
Z w iązany elek tro n i p o zy to n n azy w a się p o zy tro n iu m . S ta n S& je s t a n ty sy m e try c z n y w zględem ła d u n k u , sy m e try c z n y w zględem spinu i m o
m e n tu o rbitalnego. A n ih ilacja w stan ie 3Sj d aje n ie p a rz y stą ilość fotonów , p rzy stan ie XS0 liczbę p a rz y s tą.3 1
E le k tro m a g n e ty c zn ą s tru k tu rę ' n u k leo n u b a d a się n a pod staw ie sprężystego o d działyw ania elek tro n u n a p ro to n z w y m ian ą f o to n u 32.
N a tu ra ln y m ezon II0 ro zp ad a się n a dw a f o to n y 33. P o la ry z a c ja obu fo
tonów o rozpadzie m ezonu I I0 je s t w zajem nie p r o s to p a d ła 34. P raw em ogólnym m a te rii je s t k o n d en sacja z k o n tra k c ją p rz e strz e n n ą, ą więc s ta n k ry sta lic z n y m aterii. K ażde zaburzenie tego p raw a je s t zw iązane z em isją fo tonu p rzy jednoczesnym pow rocie do sta n u w yjściow ego.
W ja k im ś n ajogólniejszym sensie w ażna je s t relacja p ro sto p ad ło ści w y ra ż a ją ca się spolaryzow aniem fotonów p rzy an ih ilacji czy rozpadzie m ezonu II 0.
N a pod staw ie ty c h d an y ch m ożna p o d jąć p róbę odtw orzenia n ie z n a n y c h n a m m echanizm ów p o w stan ia fotonu z kw an tó w p rzestrzen i. P ra w a m a te rii są przekrojow e, a więc w y stę p u ją n a w szystkich szczeblach pionu, czyli w różnych rzędach wielkości.
P ró żn ia je s t rów nież k ry sta lic z n a , czyli w y k azu je m a k sy m aln e u p a kow anie m agneli — k w an tó w przestrzen i. R u ch zerow y m ag n eli d o p ro w adzić m oże do p o lary zacji sąsiednich m agneli, w n astę p stw ie do p o la ry zacji próżni. In te rfe ren c ja przenoszących się k ilku fal p o la ry z a c ji m oże lokalnie doprow adzić do przeen erg ety zo w an ia m agneli, a w ięc ich sp rę
ży sty ch odkształceń.
R ek ry sta liz a c ja próżni, a więc p o w ró t do najciaśniejszego u p ak o w an ia oraz p o w ró t do te tra e d ry cz n e j geom etrii poszczególnego m agnelu je s t zw iązany z w yprom ieniow aniem k w a n tu energii e lek tro m ag n ety czn ej — fo tonu. W p o w stan iu fo to n u m ogą by ć zaangażow ane 2 m gl różnoim ienne ( + m g l i — m gl), w zględnie w ychodząc z ogólnego p raw a m a te rii — k w a- drupolow ego u k ła d u oraz relacji p ro sto p ad łej — ' 2 p a ry a sy m e try c z n y ch m agneli.
80 W. H e i 1 1 e r, The Quanlum Theory of Radialion, Oxford 1954, (tł. poi.), Warszawa 1959, s. 239, 270, 279, 281—282, 335.
31 J. H a m i l t o n , The Theory of Elementary Parłicles, (tl. poi.), Warszawa 1964, s. 263—264.
33 S. D. D r e 11, F. Z a c h a r.i a s e n, op. cit.
33 L. L a n d a u , J. S m o r o d i ń s k i , Lekcji po teorii atomnogo jadra, Moskwa 1955 (tł. poi.), s. 165.
84 J. H a m i 1 1 o n, op. cit., s. 501.
R e k ry sta liz a c ja próżni, czyli p o w ró t do sta n u u porządkow anego, d o k o n u je się w ięc ja k zaw sze w m a te rii z em isją k w a n tu św iatła. Z n a d m ia ru w yd alo n ej energii w n a stę p stw ie zab u rzen ia geom etrycznego u k ła d u k w a n tó w próżni p o w staje fo to n , jego m asa niezerow a oraz prędkość v = c.
R u c h zerow y m agneli, a w ięc p ro to ru c h , w edług filozofów ru ch w ew n ętrzn y , j e s t .w rezu ltacie odp o w ied zialn y za pow stan ie ru ch u zew nętrznego. Od chw ili p o w stan ia fo to n u z p ró żn i m ożna dopiero m ów ić o ru ch u zew nę
trz n y m , o prędkości i w zględności ru ch u . Od tego m o m en tu m ożna dopiero ru ch oceniać w edług jakiegokolw iek u k ład u odniesienia.
P ró żn ia je s t nie ty lk o energią „ p o te n c ja ln ą " energii elek try czn ej i m ag n ety czn ej, lecz rów nież energii m echanicznej^ W szelki ru ch m a swe źródło w próżni.
Pow stanie pierw szego fo to n u je s t zab u rzen iem p rzestrzen i e le k tro m ag n etycznej p rzenoszonym dalej. To p o czątek wszelkiego „zen erg ety - zow ania" p ró żn i, a w rezu ltacie „u m aso w ien ia" energii. Je ste śm y u źródeł energii i m asy . W te n sposób n a stę p u je k o n d en sacja próżni w osobliw e p u n k ty zagęszczenia — fo to n y i dalej w cząstk i elem en tarn e.
R u c h p o stęp o w y fo to n u nie b y łb y przem ieszczaniem się cząstk i m iędzy m ag n elam i p ró żn i, a raczej falow ym ru ch em rek o m b in acji m agneli w now y foton. To falowe przesuw anie się gen eracji i an ih ilaćji fo tonu w ziarn istej p rzestrzen i. C zęstotliw ość fali w y ra ż a ła b y liczbę generacji w czasie. Można b y pow iedzieć, że p o w stan ie fo to n u z p różni łączy się ze zdolnością p rz e k a zy w an ia ru c h u „zerow ego" n a stę p n y m k w a n to m p rz estrzen i rek o m b in u - ją c y m p o d w pływ em tej energii w in n y foton. Z nam ienne je s t, że fo to n nie je s t c z ą stk ą re la ty w isty c z n ą. P o siad a m asę spoczynkow ą ró w n ą zeru, nie je s t je d n a k p ozbaw iony m asy bezw ładnej, p o siad a bow iem energię.
Cała m asa fo to n u je s t zw iązana z jego ru ch em . T en zaś d o k o n u je się z p ręd k o ścią św iatła. Dla o b serw ato ra zew nętrznego będzie to ru ch p o stę pow y. O b serw atorow i b ra k zdolności rozdzielczej n a uchw ycenie ak tó w rek o m b in acji.
O graniczona p ręd k o ść falow a re k o m b in acji fotonów je s t w ynikiem bezw ładności p ró żn i. M ateria je s t b ezw ładna nie ty lk o ja k o m asa, ale rów nież ja k o energia. B ezw ładna je s t rów nież p rz e strz e ń e le k tro m a g n e ty c z n ie p o ję ta . B e zw ład n y je s t k a ż d y k w a n t p rz e strz e n i — m agnel.
W y n ik iem tej bezw ładności je s t ograniczona i skończona „p ręd k o ść" fo tonu.
B ezw ładność p ró żn i spraw ia inne jeszcze e fek ty prócz gran iczn ej prędkości v = c. W ed łu g ogólnej teo rii w zględności pole g ra w ita c y jn e w pływ a ,na częstotliw ość św iatła w ysyłanego przez źródło um ieszczone w ty m p o l u 35. Z m ienna częstotliw ość św iatła w polu g ra w ita c y jn y m
35 L. I n f e l d , K ilka uwag o teorii względności, , „Zagadnienia filozoficzne mechaniki kwantowej i teorii względności", Warszawa 1954, z. 2, s. 188— 204;
W. F o c k, Współczesna teoria przestrzeni i czasu, op. cit.
44 WŁODZIMIERZ SEDLAK
je s t fak tem stw ierdzonym . Zjaw isko to dow odzi niezerow ej m asy w fo
to n ie, w pływ u pola g raw itacyjnego n a św iatło. Dwie fale ro z p ra sz a ją się rów nież w zajem nie 36. Jednocześnie m asa je s t szczególnym p rz y p ad k iem k o n d en sacji p rzestrzen i elek tro m ag n ety czn ej. P ró żn ia p o siad a bezw ład
ność. P ró żn ia rów nież w aży. Bezw ładność p rzestrzen i w pływ a n a zm n iej
szenie się zdolności rek o m b in acji m agneli na drodze fo to n u . F a la rekom - b in a c y jn a przesuw a się z m alejącą częstotliw ością, a więc i z m n iejszą energią. N a stę p u je rozpraszanie św iatła przez próżnię. P ro m ień św iatła nie biegnie w obec tego w nieskończoność n a w e t po linii zam k n iętej u k ła d u trzech hip erb o l w te tra e d rz e W szechśw iata. M alejąca częstotliw ość je s t rów noznaczna z ro zpraszaniem &ię fali rek o m b in acji. Dalej przenosi się ty lk o flu k tu a c ja próżni bez zdolności rek o m b in acji fotonu. F o to n „grzę
źnie" w próżni. Z próżni pow stał i w próżnię przechodzi. F o to n p rz e chodzi w ustaw iczn y ry tm kw an tó w przestrzen i. F lu k tu a c je p rz e strz e n i m ogą gdzieś interferow ać p ow odując pow stan ie dalszych fotonów . O bieg zjaw isk a je s t cykliczny.
Zarów no przekrój przez W szechśw iat ja k i przez a to m p rz e d sta w ia łb y różne s ta n y k o n d en sacji m a te rii — od p ró żn i poprzez energię do m asy.
P raw o k o n tra k c ji próżni z w yprom ieniow aniem energii EM w ery fik u je się w u k ładzie m ikrofizyki od m agneli do a to m u poprzez poziom y k w an tow e ją d ra i a to m u oraz w zdłuż m egaprom ienia W szechśw iata. K ażd a k o n d en sacja m aterii od m agnelu p o czy n ając do m gław ic i całych g a la k ty k połączona je s t z em isją św iatła w n a stęp stw ie k o n tra k c ji p rzestrzen i, k o n d en sacji energii i m asy. W szechśw iat k u rcząc się d aje znać o swej a k cji p ro d u k c ją fotonów o d d aw an y ch próżni. To św ietlisty dłu g m a te rii sp łacan y próżni za swe pow stanie.
To nie p rz y p a d e k technicznej n a tu r y w b a d a n ia c h astro n o m iczn y ch i m ikrofizycznych. J e d y n ą so n d ą W szechśw iata je s t św iatło — foton.
K w a n t prom ieniow ania. Nie m a innego sposobu p o zn an ia procesów za
ch o d zący ch w ato m ie czy jego ją d rz e ja k rów nież foton. Sonda do b a d a ń W szechśw iata i a to m u p ozostała ta sam a. W idocznie obow iązuje to sam o praw o n a w szystkich poziom ach b a d a ń m a te rii — k o n d en sacja en erg ety czn a i geom etryczna k o n tra k c ja je s t zw iązana z w y p ro m ien io w aniem k w a n tu św iatła.
WNIOSKI I PERSPEKTYW Y
1. M agnel je s t n aje le m e n ta rn ie jsz ą je d n o stk ą próżni, je s t k w a n te m p rz e strzen n y m próżni. M agnel realizuje w sobie je d n o stk o w ą wielkość
36 W. H e i 1 1 e r, op. eit., s. 126, 336.
p ró żn i, energii i czasu. M agnel nie m a żadnego o dpow iednika w skali feno
m enologicznej, nie je s t je d n a k a b stra k c ją .
W rozm iarze k w a n tu p rz e strz e n i d o k o n u je się tra n s fo rm a c ja pola e lek try czn eg o w m a g n ety czn e i o d w rotnie. W zw iązku z ty m m agnel realizu je n a je le m e n ta rn ie jsz ą nieoznaczoność m a te rii — nieoznaczoność
ele k tro m ag n ety czn ą.
2. Z iarnistość energii je s t praw em ogólnym p rz y ro d y do próżni w łą
cznie. Z iarn ista s tr u k tu r a p rzestrzen i stan o w i to , co m ożna nazw ać p ra - m a te rią . W p ra m a te rii, a w ięc w skali k w an tó w p rzestrzen i, ru ch ró żn i
cu je się ju ż n a z m ian y stan ó w (ru ch zerow y), n iezależny od u k ła d u odnie
sienia, i n a ru c h m ech an iczn y z m ożnością rz u to w a n ia n a u k ła d w spół
rzędnych. P rzejście od jednego ro d z a ju ru ch u do drugiego je s t połączone z k o n d en sacją m agneli p rz y jednoczesnej em isji k w a n tu energii e le k tro m ag n ety czn ej — fotonu.
3. M ateria określa g eom etrię od m ag n elu p oprzez foton, czą stk i ele
m e n ta rn e , ją d ro atom ow e, cały a to m , zw iązki chem iczne, g ru p y k ry sta lo - chem iczne. U p rzy w ilejo w an ą k o n fig u ra c ją je s t te tra e d r. G eom etria m a te rii dow odzi u p ak o w an ia energetycznego i u p o rząd k o w an ia. Ogólnie m ożna pow iedzieć, że m a te ria je s t k ry sta lic z n a . P o sta ć k ry sta lic z n a do
w odzi u p o rząd k o w an ia oraz m in im u m w olnej energii. W zw iązku z ty m energia je s t rów nież k ry sta lic z n a . P ró żn ia niem niej odznacza się k ry stalicz- nością. W ty m o sta tn im w y p a d k u ziarn isto ść p ró żn i p o k ry w a się z jej k ry staliczn o ścią. K ażde odpow iednio wielkie zaburzenie k ry staliczn o ści p ró żn i sygnalizuje się em isją fotonu.
4. T ra n sfo rm a c ja nie je s t ty lk o g e o m etry czn ą o p e ra c ją przenoszenia z jed n eg o u k ła d u w in n y , ale rzeczy w isty m przejściem sta n u fizycznego w in n y s ta n . „L ew a" i „ p ra w a " stro n a w m a te rii je s t w y n ik iem niehom o- genicznej i anizotropow ej p r z e s tr z e n i37. P ierw sza tra n sfo rm a c ja d o konuje się m iędzy polem e le k try czn y m i m ag n e ty c z n y m w m gl, d ru g a m iędzy
— m gl i 7(-mgl w w y n ik u em ito w an ia fo tonu. A n izo tro p ia próżni je s t w y
n ikiem jej p o lary zacji.
D o ty ch czas w tra n sfo rm a c ji b y ły b ra n e fa k ty „ d o k o n an e" po obu stro n a c h linii dzielącej u k ła d y odniesienia. A haliza rzeczyw istości w je d n y m układzie i w d ru g im . T ra n sfo rm a c ja m agnelow a uw zględnia sam proces przejścia poprzez zero e lek tro m ag n ety czn e — przejście z zasadniczym i re z u lta ta m i fizycznym i, ja k przem ienność ele k tro m a g n e ty cz n a , g en eracja ru ch u m echanicznego, przejście z w ew nętrznego u k ład u ab so lu tn eg o do w zględnego, zew nętrznego.
37 T. E r d e y - G r 0 z, Podstawy budowy materii, op. cit., s. 142.
46 WŁODZIMIERZ SEDLAK
5. G eom etria je s t ogólnym praw em m a te rii z w y różnioną te tra e d ry c z n ą k o n fig u racją (kw adrupol). O gólną specyfiką m a te rii je s t rów nież sy m e tria z p raw am i tra n sfo rm a c ji od „ p ra w e j“ geom etrii do „lew ej". O bie te w łaś
ciwości w inny się w ja k iś sposób realizow ać w kw ancie p rzestrzen i. Mie
libyśm y w ów czas m agnel i an ty m ag n el. „U p raw ian ie" przez m a te rię geom etrii czw orościennej we w szystkich rzędach w ielkości realizu je się rów nież w kw ancie p rzestrzen i. W szelkie w y o b rażen ia i m odele m u szą tu ta j by ć z konieczności n iead ek w atn e i niezw ykle w zględne. Je śli te tr a e d r w y o b raża m agnel, ja k n a rycinie 6a, to an ty m a g n e l b y łb y figurą zupełnie id e aln ą; z a m ia st czterech ścian te tra e d ru b y ły b y c z te ry płaszczy zn y hi- perboloidalnie w klęsłe, ujem ne (ryc. 6b). G rubości ścian m iędzy u je m n y m i w klęsłościam i ze względów tech n iczn y ch n a m odelu w cale znaczn e, w rze
czyw istości są nieskończenie cienkie. A n ty m ag n el to u k ła d u je m n y c h czterech hip erb o lo id oddzielonych od siebie nieskończenie cienką śc ia n k ą — p o zostałością zarysów m agnela d o d atniego.
6. N aład o w an e cząstki i niew ielkie m asy m ag n ety czn e p rzy p ręd k o ś
ciach p rzy sw ietln y ch w in n y w chodzić w oddziaływ anie z p ró żn ią. E le k tro d y n a m ik a k lasy czn a i re laty w isty czn a w y k azały istn ien ie p rom ieniow ania h am o w an ia zorientow anego w przeciw nym k ie ru n k u do w e k to ra p rędkości.
E n erg ia cząstk i je s t ta k w ielka w ów czas, że pow oduje zab u rzen ie próżni i n a stę p u je rek o m b in acja m agneli z em isją fotonów . N a ra s ta ją c a m asa e le k tro m ag n ety czn a w y raża n a to m ia s t w zm ag ającą się bezw ładność p różni. G en eracja m asy elek tro m ag n ety czn ej i em isja fotonów są rezu l
ta ta m i zab u rz e n ia próżni, w ty m w y p a d k u pędem n aład o w an ej cząstki.
7. D otychczas p o siad am y k ilk a fak tó w fizycznych, k tó re nie znalazły w spólnej in te rp re ta c ji,' choć są bard zo bliskie sobie:
a) w okół ła d u n k u elektrycznego istn ieje pole elek try czn e w próżni, n a to m ia s t w okół m asy m ag n ety czn ej istn ieje pole m ag n ety czn e w próżni.
b) w z ra sta ją ce w sposób ciągły pole elek try czn e w yw ołuje w próżni pole m ag n ety czn e i odw ro tn ie S - w zra sta ją ce pole m ag n ety czn e w sposób ciągły w yw ołuje w p ró żn i pole elektryczne.
c) zm ienne pole elek try czn e w sposób nieciągły w yw ołuje fale e le k tro m ag n ety czn e. T o sam o n ależy pow iedzieć o zm ieniającym się w sposób nieciągły polu m ag n ety czn y m .
N ad poszczególnym i zjaw iskam i pracow ali najczęściej ró żn i fizycy i w ro z m a ity m czasie, w obec tego w ym ienione trz y k ateg o rie fa k tó w fizycz
n y ch nie doczekały się jed n o litej in te rp re ta c ji. O środek p rzew o d zący pole (próżnia) je s t nie ty lk o a k tu a ln y w p rz y p a d k u fal elek tro m a g n e ty cz n y c h . P u n k t ciężkości zain tereso w ań spoczął n a rzeczy, a nie n a jej środow isku.
Z estaw iając trz y różne sk u tk i w p różni w trz e c h nieco an alo g iczn y ch s y tu a c ja c h o trz y m u je m y :
przyczyna (pole) reakcja próżni
a) statyka E
H
E H
b> zmiana E
ciągła H
H E
‘ c) zmiana E
nieciągła H
EM EM
T eoria k w a n tu p rz estrzen i — m gl tłu m a c z y te zależności w sposób d o sta te c z n y i je d n o lity :
A. pole elek try czn e w okół ła d u n k u elek try czn eg o p o w staje n a s k u te k elek try czn ej p o lary zacji m agneli. O dpow iednio pole m ag n ety czn e po w staje w okół m a sy m ag n ety czn ej n a sk u te k m ag n ety czn ej p o lary zacji m agneli.
P o la ry z a c ja w obu w y p a d k a c h d o k o n u je się k u listo w okół ła d u n k u czy m a sy m a g n ety czn ej.
B. w z ra sta ją ce pole elek try czn e w sposób ciągły p o lary zu je próżnię m ag n ety czn ie, kołow o, p ro sto p ad le do w zrastająceg o g ra d ie n tu pola E.
P o la ry z a c ja m a g n ety czn a p rzeciw staw ia się ro snącem u g rad ien to w i ele
k try c z n e m u . To sam o zjaw isko w y stę p u je p rz y wzroście pola m ag n e ty c z nego w sposób ciągły. P o w sta je w te d y p o la ry z a c ja e lek try czn a p różni, kołow a i p ro sto p a d ła do rosnącego g ra d ie n tu pola H. P o lary zacja zajm u je rolę c zy n n ą, a n ta g o n isty c z n ą , n iw elu jącą p rzyczynę. W ażn a je s t relacja p ro sto p ad ło ści E i H m ięd zy polem a sk u tk ie m w próżni.
C. p rz y zm ian ach nieciągłych pola elek try czn eg o lub m agnetycznego n a stę p u je zab urzenie próżni prow adzące do rek o m b in acji m agneli z em isją prom ieniow ania elek tro m ag n ety czn eg o . C zęstotliw ość fali o dpow iada czę
stotliw ości zm ian pola elektrycznego lub m ag n ety czn eg o pow odującego to zaburzenie.
8. B ędziem y m usieli ra d y k a ln ie zm ienić nasze pojęcia o p rzestrzen i w niezw ykłe m ały ch w y m iarach . S ygnalizuje się to w zw iązku ze s tr u k tu r ą n u k leo n u , gdzie k o n w en cjo n aln e pojęcia o p rz e strz e n i i czasie p rz y jm o w ane w teo rii pól, o k a z u ją się nieu ży teczn e 38. W y o b rażen ie nasze o kw ancie p rzestrzen i — m ag n elu b ęd ą m u siały jeszcze bard ziej odbiec od kon- w encjonalizm u.
38 G. F. C h e w, Struktura nukleonu, „Postępy Fizyki", 1958, z. 1, s. 75—89.
48 WŁODZIMIERZ SEDLAK
METODA POSTĘPOWANIA
P a ra d o k saln e rzekom o w nioski nie są d e d u k c ją z p rz y ję ty c h założeń w zględnie dow olnych. Siedząc uw ażniej przebieg naszego rozum ow ania n a rz u c a ją się dw a sp ostrzeżenia:
a) p rzesłan k i m ieszczą się w ram ach dotychczasow ych osiągnięć fizyki,
b) w y łan ia się now a m eto d a b a d a n ia zjaw isk fizycznych, ró żn a od ek sp e ry m e n tu i m a te m a ty c z n y ch operacji.
W y p a d a d o konać p rzeglądu n aszy ch „założeń", k tó re są niczym in n y m , ja k ty lk o osiągnięciam i fizyki. N a ty c h założeniach op iera się o stateczn ię cały przebieg rozum ow ania. O to i owe „założenia":
1. B ezw ładność je s t pow szechnym praw em obow iązu jący m nie ty lk o m asę, ale rów nież en erg ię. B ezw ładność obow iązuje ta k ż e i próżnię.
' 2. Je d n o ść m asy i energii.
3. P ró żn ia m a c h a ra k te r elek tro m ag n ety czn y . 4. W szelka energia je s t sk w an to w an a.
5. P ręd k o ść św iatła je s t p ręd k o ścią g raniczną.
6. M ateria określa geom etrię.
7. P rz y ro d a realizu je k o n fig u rację te tra e d ry c z n ą i k w adrupolow ą.
8. O bow iązują zasad y tra n sfo rm a c ji.
9. Istn ieje najogólniej p o ję ta sy m e tria m aterii.
10. W fali EM istn ieje relacja E j_'H j_W (w ek to r pro p ag acji) oraz E = 0, to H # 0.
11. E n erg ia EM je s t pod staw o w y m ro d zajem energii.
12. Istn ieje p o la ry z a c ja próżni, ja k istn ieje p o la ry z a c ja d ie le k try k a . 13. E n erg ię m ożna kondensow ać.
14. Istn ie je an ih ilacja i tw orzenie p ar.
15. P rz y prędkościach p rzy św ietln y ch n aład o w an ej cząstk i p o w staje prom ieniow anie h am o w an ia i n a ra s ta m asa ele k tro m a g n e ty cz n a . W nioski z ty c h „założeń" stw ierd zo n y ch do ty ch czas w fizyce są n a stęp u jące:
a) Istn ie je k w a n t p rzestrzen i oraz g eo m etria tego k w a n tu . b) G eom etryzację m ag n elu stan o w i te tra e d r.
c) M ożna p rz y ją ć nieoznaczoność e lek tro m ag n ety czn ą.
d ) , P ra w d o p o d o b n a geneza fotonu.
Ilość zn an y ch faktów fizycznych je s t bez po ró w n an ia w iększa od ilości w niosków in d u k c y jn y c h . B aza dośw iadczalna je s t tu ta j niezw ykle Rozbudowana: Szerokość p la tfo rm y rzeczow ej, z k tó rej d o k o n u je się s t a r t in d u k cji, g w a ra n tu je popraw ność wniosków .
Stosow ana tu ta j m eto d a filozoficzno-fizyczna nosi cechy n a jo g ó ln iej
szego realizm u i ek sp ery m en talizm u p rzy jednoczesnym sto so w an iu in-
A model of space ąuantum (magnel) and of the Universe.
Ryc. 6b. Model antymagnela.
A model of an antimagnel.
