• Nem Talált Eredményt

103 Az egyemeletességben rejlő misztérium áthatott a

In document FIZIKAI MEGISMERÉS ALAPJAI (Pldal 111-115)

gya-korlati) életre is. Összes gépeink, amelyek forgó mozgást tartal-maznak, úgy vannak megszerkesztve, hogy egyenletesen forog-janak. Hasonlóképen összes közlekedő eszközeink is úgy van-nak megszerkesztve, hogy rendes mozgásuk egyenletes legyen.

Az egyenletességben rejlő misztérium azonban csodála-tos módon más következményekkel is járt. Az ember az egye-nes vonalban egyenletesen mozgó közlekedő eszközökön, a vas-ú ti kocsikon, a hajókon, a repülőgépeken sajátságos -vas-új tapasz-talatokra tett szert. Azaz éppen az volt a sajátságos, hogy ezek a tapasztalatok nem voltak újak és ezért hosszú időkön egészen Galilei-ig nem is tűntek fel, vagyis nem váltak tudatossá. A kü-lönös ugyanis az, hogy az ilyen módon mozgó közlekedő esz-közökön elejtett, elhajított, vagy meglökött testek mozgása, az inga lengése, a forgó gépek járása és általában minden itt meg-indított és itt lefolyó mozgás ugyanúgy mutatkozik, mint a szi-lárd földi talajon. Az egyenes vonalban egyeneletesen mozgó hajó zárt terében (ahol a levegő is a hajóval együtt mozog) ép-úgy lehet járni, ugrani, úszni, labdázni, mint a szilárd földi talajon és e közben semmi olyan jelenség sem tapasztalható, amely a hajó egyenletes mozgásának hatását mutatná és amelyből a hajó mozgására lehetne következtetni. Az itt meg-indított és lefolyó mozgások a rendszerrel együtt mozgó észlelő számára észrevehetőleg nem különböznek a földi szilárd tala-jon megismert mozgásoktól.

Ha azonban kívülről megindított test érkezik az ilyen rendszerhez, vagy ha mozgása nem egyenletes, nem egyenes-vonalú, akkor a megfigyelő a mozgások lefolyásában már bi-zonyos változásokat észlel, amelyek annál nagyobbak, minél nagyobb mértékben tér el a mozgás az egyenletességtől vagy az egyenes vonaltól. Különösen szembetűnők a változások, ami-kor a rendszer mozgását megindítjuk, vagy lefékezzük, vagy irányt változtatunk, szóval amikor az egyenes vonaltól vagy az egyenletességtől hirtelen eltérünk.

E tapasztalatokban valóban valami titokzatosság nyilat-kozik meg. Először azért, mert az egyenletesség nem valami olyan, amelyet a külső természet kényszerítene reánk, azt mi emberek csináljuk saját tér- és időmértékeink szerint. Másod-szor azért, mert a gondolatvilágunkban létező egyenletességet a gyakorlatban pontosan sohasem tudjuk elérni. Nincs olyan közlekedő eszközünk, amely apróbb ugrások, rezgések, lökések, himbálások nélkül tudná az egyenletességnek szellemünkben létező ideálját megvalósítani. Harmadszor azért, mert az egye-nes vonal is szellemünknek ideális határfogalma, amely teljes pontossággal fizikailag meg nem valósítható. A hajó a való-ságban nem egyenes vonalban, hanem a Föld gömbjének kis

ívén cikk-cakk vonalban mozog. Ama rövid idő alatt, amelyben az említett jelenségek lefolynak; a Föld gömbjének íve egye-nesvonalúnak képzelhető el, de a cikk-cakk vonal nem. Itt való-jában olyan mozgási jelenségekről van szó, amelyek a térnek és az időnek csak egy kis részében, csak egy kis „moluszkában"

folynak le.

A tudomány e moluszkában lefolyó tapasztalatokat álta-lánosította az egész mindenségre, amikor felállította a tételt, hogy az egyenes vonalban egyenletesen mozgó rendszereken nincs olyan jelenség, amelyből a rendszer mozgási állapotára lehetne következtetni. Azonban, ha a mozgó rendszer nagyobb kiterjedésű volna, úgy, hogy rajta nagyobb méretű jelenségek is megfigyelhetők volnának és pedig nemcsak pusztán a látás, hanem pontosabb mérések alapján is, továbbá, ha e rendszer hosszabb időn át haladhatna egyenes vonalban: kérdéses, nem lehetne e olyan jeleket találni, amelyekből a rendszer mozgási állapotára következtetni lehetne 'l

Ilyen rendszer a mi Földünk is a Nap körüli útjában, amely elég hosszú időn át egyenes vonalúnak tekinthető. A tu-domány hosszú időn át abbän a felfogásban volt, hogy ilyen jelek valóban nem észlelhetők. Az elektromágnesség alaptörvé-nyei azonban ilyen jelek létezésére következtetéseket engedtek meg. Michelson kísérletei ezek megállapítását vették tervbe, de negatív eredménnyel jártak.

4. A mozgás a dinamikus felfogásban.

A nagy ellentét, amely a földi és az égi mozgások szem-léletében mutatkozik, az ember figyelmét keletkezésük, folyta-tódásuk ős megszűnésük kérdéseire fordította. A velük foglal-kozó tudományt általában mechanikának szokás nevezni. Egyik különleges része, a dinamika a mozgások keletkezését, lefoly-tatódását, változását és megszűnését az erő és a tétlenség fo-galmaira vezeti vissza.

A mozgásváltozás az erők mozgató hatásának a követ-kezménye. Ott jön létre, ahol erők működnek és nincsenek

ki-egyensúlyozva. Ha a testre nem működnek külső erők, vagy ha ezek ki vannak egyensúlyozva, akkor a test meglevő mozgása egyenes vonalban egyenletesen folytatódik. Ha van külső erő, akkor a mozgás irányában eső komponensei pozitív gyorsulást, ellenkező irányú komponensei , negatív gyorsulást, vagyis lassu-dást, rá merőleges komponensei pályagörbülést idéznek elő.

A földi mozgások keletkezésének, változásának és meg-szűnésének magyarázatánál tekintetbe kell venni azt, hogy a Földön mindig legalább négy erő, a nehézségi, a rugalmassági,

105

a közeg-ellenállási és a surlódási erő működik. Ezek működé-sének összhatása az, hogy a földi mozgások keletkeznek,

vál-toznak és megszűnnek. Az égi mozgások fennmaradását a tét-lenség biztosítja, a változásokat a nehézségi erő hozza létre.

Amikor a dinamika a maga elveit matematikai alakban fejezte ki, szükségszerűleg eljutott a pont fogalmához. Az erő-ket csak anyagi pontokhoz fűzve gondolhatta, legyenek azok akár a közönséges tapasztalatban is szereplő, akár pedig csak gondolt anyagnak a részei. Eljutott tehát oda, ahova, a moz-gás kinematikus felfomoz-gása is eljutott. A pont szerepe, mindkét tudományágban csak névleg különbözik egymástól. Az anyagi pont a tapasztalati kapcsolatok szempontjából annyit jelent, mint a geometriai pont. A tudós szerkesztő munkája a megfe-lelő erőfüggvények kigondolásával kezdődik, a dinamika alap-elveinek alkalmazásával a mozgási alapegyenletekhez vezet col, ezek pedig hasonlók a kinematika matematikai kifejezéseihez.

Az utóbbiakat csekély módosítással dinamikai mozgási egyen-letekre lehet átalakítani.

5. Az abszolút mozgás.

A mozgás kinematikus és dinamikus fogalma a tér és az idő adataival van jellemezve. Newton a Principia bevezetésében ezt a teret és időt abszolútnak nevezte. A kifejezés nagyobb feltűnést nem keltett, csak az olyan filozofikus elmékben, ami-lyen Leibnizé és Euleré volt, keltett némi visszatetszést. Egyéb-ként a Principia többi részében az abszolút szó nem szerepelt.

A kérdés a további fejlődés folyamán sem firtatódott.

Hiszen nyilvánvaló volt, hogy nem lehet mindent definiálni.

A fizikusok ragaszkodtak Newton felfogásaihoz, amely szerint a teret és az időt, mint a fogalmak között a legismertebbet, („quam omnibus notissima") nem kell definiálni.

Amikor földi jelenségek tanulmányozásáról volt szó, a teret illetőleg a koordinátarendszert a szilárd földi talaj meg-felelő pontjához, pl. a lövésnél az ágyúcső végére, az inga moz-gásánál a forgási tengelybe, a rezgésnél a pont egyensúlyi helyzetébe kapcsolták. Ha bolygó vagy üstökös mozgásáról volt szó, a Nap középpontjába, ha a holdak mozgását számították., akkor a főbolygó középpontjába rögzít"" ött a tér. Ez ellen ki-fogást nem igen lehetett tenni, mert a földi mozgások többnyire olyan rövid idő alatt folynak le, hogy ez alatt a Föld illető szi-lárd pontjának .a, mozgása első közelítésben egyenesvonalú egyenletes mozgásnak tekinthető. Hasonlóképen a bolygók és üstö-kösök tárgyalásánál a Nap középpontjának mozgása bármilyen hosszú idő alatt is egyenesvonalú egyenletesnek tekinthető.

A koordinátarendszernek ide-oda való tologatása folyta-tódott. Amikor a csillagászok bizonyos tapasztalatokból arra a meggyőződésre jutottak, hogy a Napnak is saját mozgást kell tulajdonítani, akkor az állócsillagokba tolták a koordinátarerid-szert. Ez szintén jogos eljárás volt mindaddig, amig az álló-csillagoknak egymásra vonatkoztatott helyei között semmi vál-tozés nem volt észlelhető.

Azonban a 19. század folyamán a csillagászok észrevették, hogy bizonyos állócsillagok egymásra vonatkoztatott helyzeté- ben az észlelés szempontjából nagyon kisméretű változá- sok állanak be. Tekintetbe véve az állócsillagok óriási számát, ezt csak elenyésző számú csillagra lehetett megállapítani. Azon-ban a csillagászok nem kételkedtek e mozgások általános vol-tában. A színképelemző készülék azután Doppler elve alapján igen egyszerű módot adott az állócsillagok látósugár irányá-ban való mozgásának megállapítására. Úgyszólván nem kell egyebet tenni, mint belenézni a készülékbe és a látott színképet összehasonlítani valamely földi fényforrásnak melléje állított színképével, hogy az állócsillagoknak a látósugár irányába eső mozgása észlelhető legyen. Az észlelést még egyszerűbbé teszi a színképek lefényképezése. Az ilyen irányú tapasztalatok iga-zolták a csillagászok felfogását: az állócsillagok általában ki-sebb-nagyobb mozgásokat végeznek.

E mozgásoknak és a bennük esetleg megnyilatkozó sza-bályosságnak megállapítása a csillagászat legnagyobb problémá-jává vált. Megoldásán a Föld valamennyi csillagászati intézete dolgozik. A csillagászok meggyőződése az, hogy a csillagmoz-gások tapasztalati adataiból meg lehet szerkeszteni olyan fun-damentális koordinátarendszert, amelyre vonatkozólag az álló-csillagok középértékben nyugosznak, vagyis amelynek kezdő-pontjára a csillagmozgások egymást kiegyenlítik. Seeliger ugyan kimutatta, hogy ilyen rendszer megállapítása határta-lan feladat [109, 85], de a csillagászok mégsem mondtak le meg-állapíthatóságáról.

Felmerült azonban a kérdés, vajjon akkor, ha a feladat valóban sikerülne, vagyis, ha a megfigyelési adatokból tény-leg sikerülne ilyen koordinátarendszert megszerkeszteni, vol-na-e értelme az abszolút tér, az abszolút idő és az abszolút moz-gás fogalmának.

A 19. század második felétől kezdve a kérdés ismételten szóba került. Neumann C. a gyakorlat és az elvi szempontok közötti ellentmondást egy „Alphakörper"-nek a bevezetésével gondolta eltüntethetőnek [90] . Duhamel szerint az abszolút tér, idő és mozgás puszta, chiméra [31]. Streintz a Föld forgását abszolútnak, az abszolút transzlációt azonban felismerhetetlen-nek véli [112]. Lange szerint az ismeretelméleti tételekkel nem

107

In document FIZIKAI MEGISMERÉS ALAPJAI (Pldal 111-115)