Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Teorie relativity „ohnula prostor“ a vědci se začali hádat

aktualizováno 
Sedmého listopadu 1919 vydaly Timesy článek s palcovým titulkem "Prostor se ohnul". Byla to zpráva o jedné z nejrevolučnějších fyzikálních teorií všech dob, Einsteinově obecné teorii relativity.

Má pravdu Einstein nebo Whitehead?

Anglický matematik a fyzik Alfred N. Whitehead však velmi záhy zvedl varovný prst: prostor sám se přeci ohýbat nemůže! A v dějinách fyziky započala jedna velká debata...

Zrod nového pohledu na svět není nikdy tak jednoduchý a přímočarý, jak to vypadá z retrospektivního pohledu pozdějších učebnic. Doby, kdy se lámou kry paradigmatu, jsou proto provázeny těmi nejvášnivějšími diskusemi. Debaty mezi Galileem a aristoteliky, Newtonem a Leibnizem, Einsteinem a Bohrem, bývají proto po právu považovány za ty největší a nejdůležitější milníky na cestě za poznáním.

Navíc není nikdy jisté, kdo je vlastně v debatě vítězem. Pro příklady také není třeba chodit daleko. Dějiny novověké fyziky dávaly po tři staletí za pravdu Newtonovi, aby se na počátku století dvacátého otočilo kormidlo zpět k Leibnizovi.

Snad nejznámější rovnici světa: E=mc2, uveřejnil Einstein před 105 lety 27. září 1905. Tato rovnice, která je rovnicí speciální relativity, neznamená vlastně nic jiného, než že hmotnost a klidová energie tělesa jsou si rovny.

Kdo byl Alfred North Whitehead?

přel se s Einsteinem

Jméno A.N. Whiteheada může být teoreticky známé badatelům z nezvykle širokého množství oborů. Původním "povoláním" byl Whitehead matematik a matematický logik, spoluautor (s B. Russellem) slavného díla Principia Mathematica. Později se jeho zájem přesunul do oblasti fyziky a filosofie přírodních věd. V této době již nepobýval v Cambridge, ale v Londýně. Konec života strávil na Harvardově univerzitě, kde věnoval již výhradně filosofii. Jeho takzvaná "procesuální filosofie", nejprecizněji vyjádřená v díle Process and Reality, iniciovala vznik jednoho z velmi vlivných myšlenkových proudů 20. století.

Kniha Michala Andrleho připomíná jednu z takových utajených debat mezi vědeckými velikány, Albertem Einsteinem a Britem Alfredem Northem Whiteheadem. Je prostor sám skutečně zakřiven přítomností hmoty, nebo je hmota jen způsobem, jak se událostem nastávající přírody udává kvalita a události samy jí zůstávají netknuté? Je svět skutečně "parmedidovským krystalem", v němž je vše od počátku do konce dané a nastávání je jen iluze, nebo je to naopak dění a nastávání nečekaného, o něhož musí naše vědecké generalizace vycházet?

Než začnete takové otázky obviňovat ze zbytečného "filosofování", připomeňte si, že odpovědi na právě takové otázky si jako pingpongový míček předávají ti největší myslitelé ve chvílích, které jsou pro další vývoj vědeckého poznání nejdůležitější. Konkrétní vzorce se totiž vždy odvíjejí od určitého filosofického pozadí.

Whiteheadova teorie gravitace, která byla úplně první konzistentní alternativou k Einsteinově obecné teorii relativity, je ve své podstatě formulována ve shodě s principy tradičních polních teorií 19. století. Jak však Whitehead sám připomíná, Einsteinovo dílo bylo pro fyziku samotnou obrovsky významné. Definitivně ji totiž zbavilo představy absolutního prostoru a času a nahradilo ji pojetím relativistickým (relačním).

V Einsteinově obecné relativitě se však podle Whiteheada skrýval háček, který začal být vědcům postupně čím dál zřejmější (Whitehead jej však viděl jako první). Když totiž Einstein převedl prakticky veškerou fyziku na neeukleidovskou, tedy "zakřivenou" geometrii, přestalo být jasné, jak lze v takovém prostoru něco měřit. Metrické, tedy měrné vlastnosti časoprostorového kontinua, se totiž mění podle toho, jak je v něm přítomná hmota.

Zkrátka, význam jednoho metru na Zemi nemusí být vůbec totožný s tím, co pod jedním metrem může myslet třeba hypotetický obyvatel například supernovy. Tento "zmatek" se snažil Whitehead napravit tím, že gravitaci pojímal tradičním způsobem jako pole a geometrii časoprostoru nikoliv jako zakřivenou, ale jako plochou, "kvazieukleidovskou" (tj. geometrii speciální relativity vypracovanou Hermannem Minkowskim). To, co se podle Timesů ohnulo, tedy nebyl časoprostor sám, ale "pouze" gravitační pole.

Spor o interpretaci diagramu "světelných kuželů" tvoří jedno z centrálních míst rozdílnosti pojetí Eisnteina a Whiteheada.

Spor o interpretaci diagramu "světelných kuželů" tvoří jedno z centrálních míst rozdílnosti pojetí Eisnteina a Whiteheada. Podle speciální teorii relativity neexistuje jediné "teď", které by absolutně procházelo celým vesmírem. Oblast vně kuželů je tedy u Einsteina "současnosti" vyloučena. Whiteheadova teorie podržuje starší pojetí současnosti, rozlišuje však různé "rodiny trvání", které se vůči sobě mohou pohybovat.

A jak hodnotit Whiteheadovu filosofii a fyziku dnes? Po dlouhé době testování, které bylo ukončené dlouho po smrti obou velikánů, se zdá, že je třeba dát za pravdu přeci jen Einsteinovi. Dějiny nás však učí, že seznámení s nejrůznějšími cestičkami lidského poznání může být v budoucnosti silou, která lidské poznání posune zase kupředu.

Leibniz nebo Newton?

Kdo má vlastně pravdu?

Dva velikáni světové vědy a filosofie, Němec Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) a Angličan Isaac Newton (1643-1727) vedli mezi sebou za svého života několik vášnivých sporů. Ten známější z nich se týkal otázky prvenství objevu zásadního nástroje novověké matematické vědy, infinitezimálního kalkulu, na nějž oba připadli téměř současně. Ve stínu této slavné "žabomyší" války však zůstal spor podstatně důležitější,spor o samotnou povahu prostoru. V této otázce zastával Newton takzvané "absolutistické pojetí".

Podle uvedené představy není prostor nic jiného, než jakési "akvárium bez stěn", v němž a vůči němuž se všechny předměty pohybují. Leibniz naopak zastával pojetí relační: prostor je výsledek vztahů mezi jednotlivými tělesy (substancemi). Představy absolutního vztažného rámce (dlouho vyznačovaného tajemným "éterem") se věda vzdala až v roce 1905 díky revolučnímu vystoupení Alberta Einsteina. Jeho relační pojetí tak po více než 300 letech vlastně dalo za pravdu Leibnizovi.

Spor o interpretaci diagramu "světelných kuželů" tvoří jedno z centrálních míst rozdílnosti pojetí Eisnteina a Whiteheada.

Přebal knihy Whiteheadova filosofie přírody

Autor:


Nejčtenější

Vědci objevili pod zemí biliardy tun diamantů, ale nedostaneme se k nim

Diamanty značky Diamonds International Corporation

V litosférickém podloží Země odhadují vědci tisíce bilionů tun diamantů. Zaměřili ho pomocí zvukových vln. Dodávají...

Stíhačka Su-57 je podle některých ruských médií drahá a zbytečná hračka

Su-57

Ruské letectvo nenakoupí stíhačky páté generace Su-57, uvedl Vladimír Guteněv, člen expertní rady Státní dumy pro...



Má hořet půl století jako františek. Jaký reaktor si přeje Bill Gates

Schéma reaktoru TWR-P s tepelným výkonem 600 MW, který by TerraPower měla...

Společnost TerraPower, v jejíž správní radě sedí zakladatel Microsoftu, se konečně přiblížila možnosti stavby reaktoru,...

Atomový řezník připravoval v SSSR půdu civilním proudovým strojům

Iljušin Il-28

Mezi významné bojové letouny studené války patří taktický bombardér Iljušin Il-28. Ten se stal prvním sovětským...

Slyšíte obraz? Vyzkoušejte si, zda jste jedním ze čtyř lidí

Máte pocit, že něco slyšíte při sledování GIFů?

Se vzrůstající oblibou GIFů si čím dál více lidí na sobě všímá zvláštního jevu: při pozorování tichého obrázku mají...

Další z rubriky

Podívejte se na svěcení rakety Sojuz FG, která právě míří k ISS

Posvěcení rakety

Expedice 56/57 právě zamířila k ISS. Start Sojuzu MS-09 byl naplánován na středu 13:12:41 a vše proběhlo podle plánu....

Výzkum vesmíru je v kurzu, řekl generál a z kapsy vytáhl vesmírnou loď

Pete Worden, bývalý ředitel  NASA Ames Research Center (ARC)

Jak poslat vesmírné plavidlo k ke hvězdám, abychom se vůbec dožili zprávy, kterou pošle zpět? Jedním ze způsobů se...

Byl na Marsu život? Curiosity nalezla prastaré stopy organických látek

Vozítko Curiosity je na Marsu od roku 2012 a NASA i díky němu nabízí...

Americké vozítko Curiosity našlo na Marsu pradávné stopy po organických látkách a zjistilo sezonní výkyvy hodnot metanu...

Najdete na iDNES.cz