Bohrov princíp korešpondencie a relativita pohybu

Autor: František Cudziš | 20.6.2018 o 10:42 | Karma článku: 1,49 | Prečítané:  212x

   Tento článok predchádza zamýšľanému článku o tzv. paradoxe padajúceho rebríka. Onen paradox poukazuje na to, že niekedy formálne „bezchybné“ počítanie vedie k nesprávnym výsledkom. Lebo matematika - sama osebe - je „bezduchá“.

    Relativita pohybu

    Problém relativity je podmienený predovšetkým spôsobom vnímania pohybu. Je všeobecne známe, že kvantitatívne vyjadrenie veľkosti pohybu je vždy relatívne, pretože pohyb je nutné vzťahovať na určitý, subjektívne zvolený súradnicový systém. Aj pokoj - ako špeciálny prípad pohybu - je relatívny.

    Pôvodné predstavy klasickej fyziky pri riešení problému relativity vychádzali z predpokladu, že problém relativity pohybu sa vyrieši objavením absolútnej súradnicovej sústavy. To sa však nepodarilo.

    Rozvoj modernej fyziky problém relativity ešte umocnil zavedením predpokladu, že absolútnu súradnicovu sústavu sa nepodarilo objaviť preto, lebo taká súradnicová sústava v prírode jednoducho neexistuje. Rozhodujúcim faktorom fyzikálnych dejov je vzájomný pohyb a vzájomná poloha na seba pôsobiacich telies. Týmto relatívnym pohybom prislúcha relatívna kinetická energia - matematická veličina s pozoruhodnou vlastnosťou: pri dejoch v izolovanej fyzikálnej sústave sa zachováva.

    Teória kozmodriftu predkladá iný spôsob riešenia problému relativity pohybu. Uvažuje o objektívnych pohyboch telies vzhľadom na kozmodriftový priestor (K-priestor) a o objektívnej povahe energie pohybu. V takomto poňatí fyzikálnej situácie K-priestor predstavuje klasickou fyzikou hľadaný absolútny súradnicový systém.

   Historický vývoj princípu relativity

    Galileov mechanický princíp relativity

    Historický vývoj princípu relativity je všeobecne známy, preto sa o ňom zmienim len stručne.

     Galileo Galilei si pri svojich mechanických pokusoch všimol, že ich priebeh sa zmyslovému vnímaniu javí rovnaký nezávisle od toho, či sa dejú v súradnicovom systéme, ktorý sa nachádza v relatívnom pokoji alebo sa pohybuje rovnomerne priamočiaro. Na základe tohto postrehu sformuloval mechanický princíp relativity: Mechanickými pokusmi nemožno rozhodnúť o pokoji alebo inerciálnom pohybe súradnicového systému.

     Mechanický princíp relativity je, v konečnom dôsledku, aproximáciou aj do oblasti rýchlostí inerciálnych pohybov, ktoré boli z technického hľadiska v Galileovej dobe neuskutočniteľné. Najväčšie rýchlosti bolo možné dosiahnuť jedine pomocou strelných zbraní a pri voľnom páde telies. Rýchlosť projektilu z ručnej strelnej zbrane alebo z dela nepresahovala rádove 100 m/s a pohyb projektilu nie je rovnomerný. Pri voľnom páde telies vo vzduchu možno dosiahnuť hraničnú rýchlosť asi 95 m/s, keď sa odpor vzduchu voči pohybu padajúceho telesa vyrovná váhe padajúceho telesa a zrýchlený pohyb pri páde sa zmení na rovnomerný pohyb. Na dosiahnutie týchto podmienok sú však potrebné dlhé dráhy voľného pádu, ktoré v Galileovej dobe bolo možné získať iba pri výstrele kolmo do výšky, vo fáze návratu projektilu na zem. To sú však podmienky, kde nie je prakticky možné konať nejaké seriózne experimenty za účelom verifikácie mechanického princípu relativity.

     V Galileovej dobe na podobný výskum pripadali do úvahy len dva spôsoby technicky uskutočniteľného inerciálneho pohybu: jazda v koči pri ustálenom rytme behu koní a plavba plachetnicou.

     Čo sa týka jazdy v koči, určite najvážnejším nedostatkom súradnicového systému spojeného s kočom boli otrasy na hrboľatej ceste. Z tohto hľadiska sa ako najideálnejšia realizácia inerciálneho súradnicového systému javí plavba na pokojnej vodnej hladine - aj za cenu (ak by sa jednalo o plachetnicu, ktorá na svoj pohyb využíva aerodynamickú silu vetra) použitia veslárov. Takéto plavby, za účelom navodenia experimentálnych podmienok, sa určite konali. {1}

     Formulácia mechanického princípu relativity za takýchto podmienok bola z teoretického hľadiska svojím spôsobom veľmi odvážnym - a z hľadiska možného omylu - aj veľmi riskantným zovšeobecnením.           

    Všeobecný princíp relativity

     Albert Einstein, pod dojmom negatívnych výsledkov precíznych experimentov rôzneho druhu, zameraných na preukázanie pohybu zemegule vzhľadom na éter, zovšeobecnil Descartov princíp na všeobecný princíp relativity: Žiadnymi fyzikálnymi experimentami nemožno rozhodnúť o pokoji alebo inerciálnom pohybe súradnicového systému.

     Aj tu sa ukazuje, že z hľadiska možného omylu, je všeobecný princíp relativity ešte odvážnejším a riskantnejším zovšeobecnením.

    Dôvodom k jeho formulácii bola márnosť všetkých dovtedajších snáh preukázať „absolútny“, resp. „vlastný “ pohyb zemegule. Neznalosť argumentu totiž jednoznačne nedokazuje neexistenciu argumentu, ale prípadne dokumentuje neschopnosť hľadaný argument spoznať.

     Einstein sformuloval všeobecný princíp relativity v dobe, keď už boli známe relativistické efekty. A relativistické efekty - ako dôsledok objektívneho pohybu zemegule - sú práve tou skupinou javov, pomocou ktorých možno určiť veľkosť pohybu zemegule, a tým de facto je možné určiť aj základnú (význačnú) súradnicovú sústavu.

    (Výslovne upozorňujem, že netvrdím, že pod pojmom „základná“ treba rozumieť „absolútnu súradnicovú sústavu“. Práve kvôli tomuto momentu problematiky dôsledne hovorím o „objektívnom“ priestore, a nie o „absolútnom“ priestore. Ale niektorí „havkáči“, v diskusiách k mojim článkom, to dodnes nie sú schopní pochopiť. Zrejme „prešvihli“ to miesto, kde som príčinu takéhoto počínania zdôvodnil.)

    Toto je tvrdenie teórie kozmodriftu. Ak je pravdivé, znamená to, že všeobecný princíp relativity predstavuje kardinálny omyl v poznaní.

    Podmienky pre formulovanie všeobecného princípu relativity

     Všeobecnú mienku fyzikov, v prospech predpokladanej správnosti všeobecného princípu relativity, umocňujú ďalšie momenty fyzikálnej problematiky, ako sú Einsteinova teória gravitácie (všeobecná teória relativity) so svojimi predstavami časopriestoru a hypotéza ekvivalencie hmotnosti a energie, a v metodologickej oblasti princíp korešpondencie. {2}

     V takýchto podmienkach, v období nečakaného búrlivého rozmachu prírodných vied (keď sa už prinajmenšom v klasickej fyzike črtala vízia jej zavŕšenosti a utriedenosti) a prudkých zmien predstáv o usporiadaní objektívnej reality, zrejme nebolo - ani z psychologického hľadiska - jednoduché pristúpiť na problematické korekcie vo fyzikálnom obraze sveta (so značným svetonázorovým dosahom).

     Einstein postrehol, že klasický zákon zachovania hybnosti nie je celkom presný, že dôsledne sa nezachováva hybnosť m(0).v – m(0) je tzv. „pokojová hmotnosť“ - ale relativistická hybnosť m.v, kde relativistická hmotnosť m je závislá od pozorovanej rýchlosti v .

    Koexistenciu hybnosti, resp. relativistickej hybnosti a kinetickej energie, ako dvoch rozličných mier pohybu - tento pozoruhodný moment problematiky pohybu - prijíma Einstein aj naďalej ako samozrejmosť.

     Kinetická energia sa ešte aj v súčasnosti považuje za relatívnu veličinu - ani nie fyzikálnej, ale matematickej (!) povahy.

    Hmotnosť sa naproti tomu vždy považovala za niečo objektívne.

    A dodnes nie je známa príčina rovnosti zotrvačnej a gravitačnej hmotnosti.

    Populárna interpretácia tohto problému hovori, že „príroda nám tým chce niečo naznačiť, ale my stále nechápeme, čo.“

    Napriek všetkému sa tieto dva diametrálne odlišné fenomény ocitli, v princípe ekvivalencie hmotnosti a energie, v pozícii dvoch akýchsi polárnych foriem jednej a tej istej podstaty.

    Z filozofického hľadiska je to naprosto nepochopiteľný krok, pretože hmotnosť je kategória, ktorá vyjadruje množstvo hmoty. {3}

    Energia je mierou pohybu hmoty, lebo pohyb je hmote vlastný. Pohyb je teda vlastnosťou hmoty. V tomto zmysle sa, v princípe ekvivalencie hmotnosti a energie, považuje určitá podstata (hmota) a miera (energia) jej vlastnosti (pohybu) za - jedno a to isté. (!)

     A napokon je tu princíp korešpondencie.

     Nová teória, ktorá nahradzuje starú, túto starú teóriu nie jednoducho neguje, ale do určitej miery ju zachováva. Vďaka tomu je možný spätný prechod od nasledujúcej teórie k predchádzajúcej, a je tiež možná ich zhoda v niektorej hraničnej oblasti, kde sú rozdiely medzi nimi nepodstatné. Napr. zákony kvantovej mechaniky prechádzajú v zákony klasickej mechaniky za predpokladu, že možno zanedbať veličinu kvanta účinku. A zákony teórie relativity prechádzajú v zákony klasickej mechaniky za predpokladu, že rýchlosť svetla možno považovať za nekonečnú.

    Kritika princípu korešpondencie z pohľadu teórie kozmodriftu

     Pri postupnom budovaní teórie kozmodriftu som sa musel, v záujme vytvorenia predpokladov pre jej objektívnu udržateľnosť, vysporiadať aj s viacerými metodologickými problémami.

    V súvislosti s princípom korešpondencie, som sa zaujímal najmä o dva gnozeologické problémy: o „štruktúru“ poznania a svetonázor a o význam teórie.

    Pôsobenie princípu korešpondencie možno sledovať v dejinách matematiky, fyziky i iných vied. Ale tento princíp nemá - a ani nemôže mať - všeobecnú prospešnosť. Myslím teraz nie na pozitívne, ale negatívne prípady použitia princípu korešpondencie.

    Zákonitá spojitosť starých a nových teórií vraj vyplýva z vnútornej jednoty kvalitatívne rôznych úrovní hmoty. Táto jednota podmieňuje nielen celistvosť vedy a dejín vedy, ale aj veľkú heuristickú úlohu princípu korešpondencie pri prenikaní do kvalitatívne nových oblastí javov.

    Prenikanie do kvalitatívne nových oblastí javov predpokladá, z hľadiska poznania, pohyb na samých hraniciach poznania.

    Určite málokedy vzniká tak jednoduchá situácia, že experimentálne objavíme „novú kvalitatívnu úroveň hmoty“, ktorá nám o hmote prezradí niečo nové, čo sme doteraz nevedeli, a to nové  je v jednoznačnom logickom súvise s doterajším poznaním.

    Situácia je o to zložitejšia, že ani pri experimentálnom skúmaní sa, pri príprave i vyhodnocovaní výsledkov experimentu, nepohybujeme v rovine nespochybniteľných faktov, ale iba v rovine predpokladov a v rovine interpretácie pozorovaného, t.j. opäť v rovine predpokladov. Pravdepodobnosť, že na samej hranici poznania urobíme nesprávny, resp. nie celkom správny predpoklad, je rovná 1:1 (50%), a to je pravdepodobnosť veľmi vysoká. Prakticky nám to dáva istotu, že celý vývoj poznania bol – a stále je - nevyhnutne zaťažený určitým množstvom chýb rôzneho významu.

    Ak sa v doterajšej sume poznania nachádzajú omyly, nie je vylúčené - ba skôr veľmi-veľmi pravdepodobné! - že časť z nich sa (v dôsledku nedostatočného chápania objektívnej reality, z nedostatku nadhľadu nad riešenou problematikou) prenesie zo starej teórie do novej. Pritom ide o to, akú úlohu v konečnom dôsledku zohrávajú utajené omyly v novovytvorenej, momentálne uznávanej sume poznania. Lebo ich pozícia sa, v procese transformácie starých teórií na nové, mení - a v dôsledku toho sa mení aj ich význam pre poznanie ako celok.

    Môže sa stať, že pôvodne relatívne neškodné omyly v poznaní sa, v dôsledku transformačného procesu teórie, zmenia na neprekonateľnú bariéru voči ďaľšiemu pokroku poznania.

     V princípe korešpondencie akoby sa mlčky predpokladalo, že v základoch poznania nemôžu byť omyly, resp. ak tam aj nejaké boli či sú, v procese transformácie staršej teórie na novšiu - v procese asymptotického približovania sa k objektívnej pravde - sa postupne vytrácajú (a už sa asi vytratili).

    Medzičasom sa však fyzika a jej príbuzné prírodné vedy dostali do situácie, keď sa za jeden z pilierov modernej fyziky, pri vysvetľovaní obrazu sveta, pokladá teória relativity. Táto sa však - aj z pohľadu teórie kozmodriftu - ukazuje byť teóriou typu ad hoc.

    Cesta pre ďalší zásadný pokrok poznania prostredníctvom teórie relativity je teda uzavretá.

     Pri takomto ponímaní sumy poznania chcem zdôrazniť dve veci.

     Po prvé. Pre poznávací proces i pre samotné poznanie ako jeho výsledok je charakteristické používanie pojmov, utriedených do určitého pojmového aparátu. Pri tvorbe nového pojmu však nikdy nie je isté, či bude reprezentovať niečo objektívne existujúce. V procese historického vývoja poznania sa neraz ukázalo, že konkrétnym pojmom reálne nič nezodpovedá, hoci dopredu to nebolo nijako očividné (napr. pojem perpetuum mobile).

     Akú máme istotu, že niečo podobné nepredstavuje pojem „časopriestor“?

     Po druhé. Napriek všetkému pokroku v poznaní zostáva ešte mnoho momentov, ktoré nás nútia používať ako formu svetonázoru - vieru.           

     Existenciu teórií sprevádzajú neustále pochybnosti a preto aj pochopiteľná snaha o ich verifikáciu.

     Vezmime si akúkoľvek „serióznu“ teóriu.

    Je zákonité, že časť jej predpokladov a tvrdení uspokojivo zodpovedá objektívnej realite, iná časť predpokladov a tvrdení tomuto kritériu nevyhovuje. Všetky momenty v nej obsiahnuté (predpoklady, poznatky i spôsoboby ich vysvetľovania) možno (principiálne) rozdeliť na „správne“ a „nesprávne“.

    V oblasti „správne“ sa ešte aj tak vyskytujú určité problémy.

    Pokúsme sa ich preto vyriešiť pomocou novej teórie, ktorá má („zdokonaľujúco“) nahradiť pôvodnú. V zmysle spomenutého principiálneho postupu, bude táto teória opäť obsahovať oblasť poznatkov, považovaných za „novo správne“ (s novými problémami) a oblasť poznatkov „novo nesprávnych“.

    Novo navrhnutá teória principiálne odstráni len časť chybných poznatkov zo starej teórie a zbytok „nesprávností“ od nej (netušene) prevezme. Táto časť „nesprávna“ odolá transformácii a prejde do novej teórie, s domnením jej autora, že to je verifikovaná a bezproblémová časť starej teórie.

    A k nej sa pridáva ešte „nové nesprávno“.

    O novej teórii teda možno mať len ilúzie, že je definitívne správna.

     Hlavné nebezpečenstvo princípu korešpondencie pre pokrok poznania teda spočíva v intuitívnom predpoklade, že zachovaná časť starej teórie neobsahuje omyly; nanajvýš nedoriešené problémy, ktorých náročnosť prípadne presahuje aj možnosti novej, „korešpondujúcej“ teórie.

     (Tieto všeobecné závery sa, pochopiteľne, vzťahujú aj  na teóriu kozmodriftu.)

    V procese historického vývoja poznania sa v každej vedeckej oblasti zvyčajne uskutočnilo, resp. ešte uskutoční, niekoľko podstatných „transformácií“.

    Podnety na tieto zmeny môžu byť rôzne, v princípe sa tu však stále uplatňuje dialektický zákon vývoja, ktorý obrazne hovorí, že akýkoľvek vývoj prebieha po špirále.

    Túto predstavu možno adaptovať na tvrdenie, že vývoj poznania síce naozaj neprebieha priamočiaro, ale pre pozitívny vývoj je príznačné, že jeho jednotlivé fázy akoby oscilovali okolo rovnovážnej polohy, ktorá je daná smerom optimálneho vývoja (t.j. "asymptoticky" sa približuje k pravde). Pre negatívny vývoj je naopak charakteristické, že striedanie fáz naberie kurz podstatne odlišný od smeru optimálneho vývoja, až napokon ustrnie v slepej uličke.

    Aby bolo možné vypracovať súčasnú paradigmu, čiastočne na báze klasickej fyziky, k tomu boli tiež potrebné viaceré predpoklady, podstatne upravujúce (meniace) pôvodné klasické predstavy o usporiadaní sveta. A to bol zásah do sumy poznania, hroziaci práve ustrnutím vývoja fyziky v slepej uličke.

    Ako autor teórie kozmodriftu predpokladám, že napríklad pojmu časopriestor reálne nič nezodpovedá.

    S takou predstavou bude ďalší podstatnejší pokrok v poznaní zrejme dosť obtiažny.          

    Principiálny význam experimentu vo vzťahu k princípu korešpondencie

    Princíp korešpondencie je nepochybne teoretickým nástrojom a pre teóriu je príznačné neustále pochybovanie. Aký je v tejto súvislosti význam experimentu?

    Exaktnosť prírodných vied má za dôsledok náchylnosť k preceňovaniu významu empírie a experimentálnych výsledkov.

    Môj osobný názor na význam experimentu je, že experiment neustále sprevádza hrozba precenenia jeho významu, ktorá pramení z pocitu istoty.

    Pri experimente sa totiž teoretické pochybnosti pod vplyvom zdania, že „bezprostredne“ skúmame neznámo objektívnymi metódami, strácajú a akosi sa zabúda na to, že vyhodnotenie (diskusia) experimentu - ako napokon aj jeho východisková idea - je opäť výsostne teoretická záležitosť.

    Tento svoj názor som zhrnul do formulácie, že „istota teórie pramení z experimentálnych výsledkov, a ich cena spočíva v správnom teoretickom zhodnotení“.

 

 

     Poznámky:

 

{1} Odporcovia Kopernikovej heliocentrickej sústavy sveta namietali proti rotácii Zeme okolo vlastnej rotačnej osi, čo vysvetľovalo pravidelné striedanie dňa a noci, argumentom, že ak by to naozaj malo byť tak, po výskoku kolmo do výšky by sme teoreticky nemali dopadnúť na to isté miesto na zemi. Počas výskoku by sa zemeguľa mala pod skokanom nepatrne pootočiť. Antikoperníkovci jednoducho ešte nepoznali princíp zotrvačnosti. Experimentálne sa však veľmi rýchlo zistilo, že šíp, vystrelený popri lodnom stožiari kolmo do výšky, padol (v bezvetrí) naspäť k päte stožiara, aj keď sa loď evidentne pohybovala vzhľadom na pobrežie. To bol dôkaz, že takýmto spôsobom nemožno preukázať relatívny pokoj ani inerciálny pohyb lode. A teda ani pomocou skokana do výšky nemožno experimentálne preukázať rotáciu zemegule.

{2} Princíp korešpondencie bol po prvý raz sformulovaný v období ostrého narušenia pojmov klasickej fyziky Nielsom Bohrom v r.1913. Podľa tohto princípu nahradenie jednej prírodovedeckej teórie druhou odhaľuje nielen rozdiel, ale aj súvislosť, kontinuitu medzi nimi, ktorú možno vyjadriť s matematickou presnosťou.

{3} V zmysle predpokladu, že celok má povahu svojich častí, hmotnosť, chápaná ako dané množstvo hmoty - t.j. ako časť z jej celkového existujúceho množstva v Univerze - reprezentuje podstatu samotnej hmoty.

 

 

 

            Do pozornosti stálym čitateľom mojich článkov:

 

            Vážení priatelia, v poslednej dobe dostávam do svoje e-mailovej schránky cufr@centrum.sk od facebooku zoznamy mien ľudí, ktorí by azda chceli so mnou komunikovať cez facebook. Za všetky ponuky na tento kontakt vám srdečne ďakujem, no (predbežne) zo - subjektívnych dôvodov - nechcem pobývať na facebooku, aj keď ponúka možnosť chatu. Preto každého, kto má záujem o nejaké doplňujúce informácie k mojim myšlienkam, alebo dokonca záujem o nejakú (aj jednorázovú) formu spolupráce so mnou, nateraz odkazujem na uvedený e-mailový kontakt. Dúfam, že vás to neurazí ani neodradí od vašich zámerov v súvislosti so mnou. Ďakujem vám za porozumenie.

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

DOMOV

V pozadí detvianskej kauzy sa objavuje Kotleba a spravodajcovia

Firma z Bránikovho blogu robila čistky.

DOMOV

Zomrela populárna speváčka Jana Kocianová

Jana Kocianová zomrela vo veku 72 rokov po ťažkej chorobe.


Už ste čítali?