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

Alza to zase zkouší. Zákazníkům do košíku „tajně“ přihodí nechtěné věci

Stačí chvilka nepozornosti a obchod vám do košíku přidá něco, co jste si...

Před odesláním objednávky v e-shopu si dobře zkontrolujte obsah košíku. Je možné, že vám tam bez vašeho vědomí něco...

Alza dostala pokutu za přidávání zboží do košíku. A není jediná

Česká obchodní inspekce pravomocně rozhodla o udělení pokuty pro společnost...

Společnost Alza.cz bude muset zaplatit 150 tisíc korun za to, že zákazníkům přidávala do košíku zboží, na které sami...

Známe tvář mrtvé dívky z obleženého Tábora. Kdy zemřela, napověděla mince

Zrekonstruovaná podoba dívky (18 až 19 let) nalezené ve společném hrobě v...

Téměř 400 let ležela v zapomenutém společném hrobě, než její pozůstatky při stavbě rodinného bazénu náhodou objevili. V...

Vyzkoušeli jsme nejlepší způsob, jak sledovat televizi. Poradíme i vám

Test set-top-boxů pro televizi přes internet

Nezajímá vás kdy pořad jde, ani kolik je v něm reklam. Pustíte si jej kdykoli během i po odvysílání a reklamní bloky...

Poslechněte si vítr na Marsu. Je to první nahrávka zvuku z této planety

Jak zni vitr na Marsu

Sonda InSight, která na konci listopadu přistála na Marsu, poslala vůbec první nahrávku zvuku z této planety.

Další z rubriky

Pohled pro vyvolené. Takto vypadá start rakety při pohledu z vesmíru

Podívejte se, jak vypadá start rakety při pohledu z vesmíru

Podívejte se na neobvyklé časosběrné video z paluby vesmírné stanice ISS. Zachycuje start rakety Sojuz s lodí Progress...

Astronomové objevili planetu vzdálenou jen šest světelných let

Astronomové potvrdili objev planety vzdálené jen šest světelných let

Od šedesátých let minulého století trvá pátrání po planetě u jedné z nejbližších hvězd naší sluneční soustavy. Její...

Sonda Voyager 2 opustila heliosféru. Pak poletí „kolem“ Siriusu

Sonda Voyager 2, která opustila heliosféru.

Americká sonda Voyager 2 jako druhý člověkem vyrobený objekt dostala do oblasti, kde ustává sluneční vítr. Po šesti...

Najdete na iDNES.cz