Heisenberg C H - Fizyka a Filozofia, ebooki
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Werner Carl Heisenberg
Fizyka a filozofia
Przekład Stefana Amsterdamskiego
 OD REDAKCJI
Polski przekład ksiąŜki W. Heisenberga, który oddajemy w ręce
czytelników, został dokonany na podstawie oryginalnego tekstu angielskiego.
Uwzględnione w nim zostały merytoryczne zmiany i uzupełnienia wprowadzone
przez autora do wydania niemieckiego (Physik und Philosophie, S. Hirzel Verlag,
Stuttgart 1959).
 I. STARE I NOWE TRADYCJE
Gdy mówi się dziś o fizyce współczesnej, na myśl przychodzi przede
wszystkim broń atomowa. Wszyscy zdają sobie sprawę z tego, jak ogromny wpływ
ma istnienie tej broni na stosunki polityczne w świecie współczesnym, wszyscy
zgodnie przyznają, Ŝe nigdy jeszcze wpływ fizyki na ogólną sytuację nie był tak
wielki, jak obecnie. Czy jednak polityczny aspekt fizyki współczesnej rzeczywiście
jest najbardziej doniosły? W jakiej mierze i na co fizyka miałaby wpływ, gdyby
struktura polityczna świata została przystosowana do nowych moŜliwości
technicznych?
Aby odpowiedzieć na te pytania, naleŜy przypomnieć, Ŝe wraz z produkcją
nowych narzędzi zawsze rozpowszechniają się idee, dzięki którym zostały one stwo
rzone. PoniewaŜ kaŜdy naród i kaŜde ugrupowanie polityczne niezaleŜnie od
połoŜenia geograficznego i tradycji kulturowych danego kraju musi w tej lub innej
mierze interesować się nową bronią, przeto idee fizyki współczesnej przenikać będą
do świadomości wielu narodów i zespalać się w rozmaity sposób ze starymi, tra
dycyjnymi poglądami. Jaki będzie wynik oddziaływania poglądów z tej dziedziny
nauki współczesnej na głęboko zakorzenione stare tradycje? W tych krajach, w
których powstała nauka współczesna, juŜ od dawna niezmiernie Ŝywo interesowano
się praktycznymi zagadnieniami produkcji i technologii oraz ściśle z nimi związaną
racjonalną analizą wewnętrznych i zewnętrznych warunków zastosowania odkryć
naukowych w przemyśle. Narodom tych krajów dość łatwo będzie zrozumieć nowe
koncepcje; miały czas na to, by powoli, stopniowo przyswajać sobie metody
nowoczesnego myślenia naukowego. W innych krajach nastąpi starcie nowych idei z
religijnymi i filozoficznymi poglÄ…dami stanowiÄ…cymi podstawÄ™ rodzimej kultury.
Skoro prawdą jest, Ŝe teorie fizyki współczesnej nadają nowy sens tak podstawowym
pojęciom, jak rzeczywistość, przestrzeń i czas, to w wyniku konfrontacji starych i
nowych poglądów mogą zrodzić się zupełnie nowe kierunki rozwoju myśli, których
dziś nie sposób jeszcze przewidzieć. Jedną z istotnych cech tej konfrontacji
współczesnej nauki z dawnymi metodami myślenia będzie to, Ŝe nauce właściwy
będzie całkowity internacjonalizm. W tej wymianie myśli jeden z partnerów stare
tradycje będzie miał róŜne oblicze na rozmaitych kontynentach, drugi zaś, nauka
wszędzie będzie taka sama. ToteŜ wyniki owej wymiany idei będą docierały tam
wszędzie, gdzie będą się toczyły dyskusje.
 Z wymienionych wyŜej względów moŜe okazać się poŜyteczna próba
wyłoŜenia w sposób moŜliwie przystępny koncepcji fizyki współczesnej,
rozpatrzenia wniosków filozoficznych, które z nich wynikają, i porównania ich z
pewnymi starymi, tradycyjnymi poglÄ…dami.
Najlepszym zapewne wprowadzeniem w problemy fizyki współczesnej jest
omówienie historycznego rozwoju teorii kwantów. Oczywiście, teoria kwantów to je
dynie mały wycinek fizyki atomowej, która z kolei jest niewielkim tylko fragmentem
nauki współczesnej. Ale najbardziej zasadnicze zmiany sensu pojęcia rzeczywistości
spowodowało właśnie powstanie teorii kwantów, w której wykrystalizowały się
ostatecznie i skupiły nowe idee fizyki atomowej. Innym jeszcze aspektem tej
dziedziny nauki współczesnej, odgrywającym nader istotną rolę, jest posługiwanie się
niezwykle skomplikowanym wyposaŜeniem technicznym niezbędnym do
prowadzenia fizycznych badań nad zjawiskami mikroświata. JednakŜe, jeśli chodzi o
technikę doświadczalną fizyki jądrowej, to polega ona na stosowaniu niezwykle
udoskonalonej, lecz tej samej metody badań, która warunkowała rozwój nauki
nowoŜytnej od czasów Huyghensa, Volty czy teŜ Faradaya. Zupełnie podobnie, onie
śmielająco trudny aparat matematyczny niektórych działów teorii kwantów moŜna
traktować jako ostateczny wynik rozwoju metod, którymi posługiwali się Newton,
Gauss i Maxwell. Natomiast zmiana sensu pojęcia rzeczywistości spowodowana
przez mechanikÄ™ kwantowÄ… nie jest skutkiem kontynuacji dawnych idei; wydaje siÄ™,
Ŝe jest ona zmianą przełomową, która naruszyła dotychczasową strukturę nauki.
Z tego względu pierwszy rozdział ksiąŜki poświęcony został analizie
historycznego rozwoju teorii kwantów.
 II. HISTORIA TEORII KWANTÓW
Powstanie teorii kwantów jest związane z badaniami nad dobrze znanym
zjawiskiem, którym nie zajmuje się Ŝaden z centralnych działów fizyki atomowej.
KaŜda próbka materii, gdy jest ogrzewana, rozŜarza się, najpierw do czerwoności,
później zaś, w wyŜszej temperaturze, do białości. Barwa silnie ogrzanego ciała w nie
znacznej tylko mierze zaleŜy od rodzaju substancji, a w przypadku ciała czarnego
zaleŜy wyłącznie od temperatury. ToteŜ promieniowanie ciała czarnego w wysokiej
temperaturze stanowi obiecujący obiekt badań fizycznych. Jest to nieskomplikowane
zjawisko, które powinno być łatwo wytłumaczone na podstawie znanych praw
promieniowania i praw zjawisk cieplnych. W końcu dziewiętnastego stulecia lord
Rayleigh i Jeans próbowali je wytłumaczyć w taki właśnie sposób; próba jednakŜe nie
powiodła się, przy czym ujawniły się trudności natury zasadniczej. Nie jest rzeczą
moŜliwą przedstawić je tutaj w sposób przystępny. Dlatego teŜ zadowolić się musimy
stwierdzeniem, Åœe stosowanie praw fizycznych znanych w owym czasie nie
doprowadziło do zadowalających wyników. Kiedy w 1895 roku Pianek zajął się tym
zagadnieniem, spróbował je potraktować raczej jako problem promieniującego atomu
niŜ problem promieniowania. Takie ujęcie nie usunęło Ŝadnych trudności, uprościło
jednak interpretację faktów doświadczalnych. W tym właśnie okresie, latem 1900
roku, Kurlbaum i Rubens przeprowadzili w Berlinie bardzo dokładne pomiary widma
promieniowania cieplnego. Kiedy Pianek dowiedział się o wynikach tych pomiarów,
spróbował je wyrazić za pomocą prostych wzorów matematycznych, które wydawały
się zgodne z wynikiem jego własnych badań dotyczących zaleŜności między ciepłem i
promieniowaniem. Pewnego dnia, goszcząc u Plancka, Rubens porównywał wspólnie
z nim wyniki ostatnich swych pomiarów z wzorem proponowanym przez Plancka.
Okazało się, Ŝe wzór jest całkowicie zgodny z danymi doświadczeń. W ten sposób
zostało odkryte prawo Plancka, prawo promieniowania cieplnego .
Był to jednak dopiero początek intensywnych badań teoretycznych, które
podjął Pianek. NaleŜało podać właściwą interpretację fizyczną nowego wzoru. Wobec
tego, Ŝe na podstawie swych wcześniejszych prac Pianek łatwo mógł przełoŜyć swój
wzór na twierdzenie o promieniującym atomie (o tak zwanym oscylatorze), to
wkrótce juŜ musiał zauwaŜyć, Ŝe z wzoru tego wynika, iŜ oscylator moŜe emitować
energię jedynie kwantami, a więc w sposób nieciągły. Wniosek ten był tak
zaskakujący i tak róŜnił się od wszystkiego, co wiedziano dotychczas z fizyki
Â
[ Pobierz całość w formacie PDF ]