Fizycy i fizyka spod Wawelu

Zacznę od banału :tam gdzie jest dobry uniwersytet lub politechnika, tam też są dobrzy fizycy i dobra fizyka. Grubo ponad wiek, krakowska fizyka wnosi poważny wkład w krajowe i światowe rejestry osiągnięć badawczych. Poznałem jej niektórych twórców nie tylko z literatury.

Słuchałem wykładów i prelekcji profesorów (niektórzy już nie żyją) oraz przysłuchiwałem się ich sporom i dyskusjom: Mięsowicza (od promieni kosmicznych),Rayskiego(od teorii pola), B.Średniawy(teoriaw zględności), K.Zalewskiego (termodynamika), K.Rudnickiego (astrofizyka) i całej plejady “kwantowców” : Fulińskiego, Chylińskiego, Janika. Byłem świadkiem ich bogatej i pięknej współpracy z filozofią i teologią (PAT !) , która po dziś dzień jest niezwykłym zjawiskiem naukowym i kulturowym, kto wie, czy nie “krakowską specjalnością”.

Prof.Andrzeja Staruszkiewicza, zobaczyłem i usłyszałem ponad dwadzieścia lat temu w Krakowie podczas tradycyjnych spotkań organizowanych przez PAT wspólnie z UJ w ramach stałego seminarium interdyscyplinarnego, spotkań poświęconych filozofii przyrody ze specjalnym akcentem na filozofię nauk ścisłych, i kierowanych przez znakomity tandem: M.Heller i J.Życiński.

Pamiętam do dzisiaj, że A.Staruszkiewicz mówił ciekawie i błyskotliwie o teorii względności ,co było zrozumiałe, gdyż od 1961 roku tą teorią się zajmował (i zajmuje pod dziś dzień),a nawet później sam wystąpił z oryginalną teorią grawitacji w trójwymiarowej czasoprzestrzeni wysoko ocenioną przez t’Hofta. Uderzyła mnie w nim, jakaś niepohamowana wola dociekania każdej kwestii na “własny rachunek”, intensywne myślenie nie tylko głową ale i ręką, nogą ,całym ciałem. Można się było tym myśleniem szybko “ zarazić”, zresztą jako wykładowca był bardzo sugestywny (i zapewne jest !).

Następnie ,w miarę upływu, lat tu i ówdzie natrafiałem na jego teksty traktujące styk filozofii i fizyki ,współpracował intensywnie z grupą kierowaną przez Hellera i Życińskiego, aż wreszcie przypadkowo, natrafiłem na większą jego pracę poświęconą stałej struktury subtelnej” alfa”.

Stała struktury subtelnej, to bezwymiarowa kombinacja trzech podstawowych stałych przyrody: stałej Plancka, prędkości światła i ładunku elektronu:

alfa = h*c : eE2

Kiedy podstawimy do definicji alfy wartości tych wielkości z wymiarami, to otrzymamy liczbę bezwymiarową równą 137,0359...Liczbę tę odkrył A.Sommerfeld w 1916 roku [1] i od razu sformułowano hipotezę, że musi istnieć rozumowanie matematyczne, odwołujące się do zasad mechaniki kwantowej, teorii względności i elektrodynamiki, które wyznacza tę wartość stałej struktury subtelnej jako jedynie możliwą. Przez następne lata problemem tym zajmowali się min.Heisenberg i Pauli [2], a nawet A.Eddington [3] ogłosił ,że rozwiązał zagadnienie ,co okazało się jednak pomyłką.

A.Einstein był głęboko przekonany ,że istnieją takie stałe fundamentalne ,których wartości nie mogą być ustalone arbitralnie, lecz wynikają w ramach określonej teorii z równań tej teorii. I do takich – według zgodnej opinii fizykóe- należy stała alfa.

Przedostatnim dotychczas fizykiem, który zajmował się stałą struktury subtelnej był wybitny fizyk amerykański Edward Witten [4], który zaproponował nawet metodę obliczenia tej stałej.

Ale jak to w nauce bywa, zawsze pojawią się oponenci i przyczepiając się do kwestii niejednoznacznych, wątpliwych zręcznie rozniosą w pył owoc trudów poprzednika.

I właśnie do nich doszlusował Andrzej Staruszkiewicz, który jednak nie ograniczył się do krytyki prac poprzedników ale wystąpił z oryginalną hipotezą o wpływie przestrzeni na wartość ładunku elektrycznego, a tym samym na wartość stałej alfa.

Stała struktury subtelnej ,według A.Staruszkiewicza “ to charakterystyka przestrzeni euklidesowej, taką jak na przykład liczba Pi “.

Przy innej przestrzeni niż euklidesowa, wartość stałej alfa będzie inna. I w tym sensie, stała struktury subtelnej poprzedza równania fizyki, że ta przestrzeń wyodrębniła się z osobliwości początkowej. Oczywiście, rozważania A.Staruszkiewicza i wstępne rachunki są dopiero początkiem obszernego programu badawczego, którego logo, to liczba 137,o359 , a który prawdopodobnie w dalszym ciągu ogniskuje jego uwagę.

Inną problematyką ściśle fizyczną, która intensywnie zajmuje się A.Staruszkiewicz w ostatnich kilku latach, jest budowa oryginalnej wersji STW w przestrzeni euklidesowej. Mój stosunek do tej domeny jego aktywności, nie jest jednoznaczny. Rozbudował on bardzo szczegółowo tzw. radarową prezentację STW, która dział w euklidesowej geometrii, a nie w pseudoeuklidesowej geometrii H.Minkowskiego.” Maszynką “ produkującą szczegółowe związki są współczynniki Dopplerowskie.

Pierwszym, który wprowadził do dydaktyki radarową ( lub inaczej- radiolokacyjną) wersję STW był H.Bondi [5]. Później wkład do niej wnieśli Polacy [6] , Niemcy[7] i Rosjanie[8]. A.Staruszkiewicz przebija jednak swych poprzedników, gdyż podejmuje jawną krytykę einsteinowskiej STW ze stanowiska ontologii tradycyjnej fizyki. Po prostu – wykazuje zbędność lub wręcz bezsens wprowadzania geometrii czterowymiarowej o metryce pseudoeuklidesowej do wykładu STW oraz jego ujemne skutki teoriopoznawcze w postaci paradoksów kinematycznych (dylatacji sekundy, kontrakcji Lorentza-Fitzgeralda).

A.Staruszkiewicz ma cięty język i żywą inteligencję ,wobec tego nie pudłuje, gdy ustala dwa wielkie postulaty ,które przytoczę, gdyż świetnie ilustrują jego metodologię i filozofię fizyki.

NADRZĘDNY POSTULAT FIZYKI WSPÓŁCZESNEJ

*akceptuj świat taki jakim jest czyli nie wiadomo jaki

*świat jest zupełnie inny niż nam się zdaje i nie ma sensu dociekać

świat jest z zasady niewyobrażalny (beznadziejnie)

wszystko niby tak jakoś jest, ale jakby w jakimś innym sensie czyli wiem, że nic nie wiem

siedź i nie podskakuj, nawet sam Einstein...

x = ? (x równa się około nie wiadomo co)

Komentarz autora postulatu: Bez tego postulatu fizyka współczesna nie przetrwała by nawet sekundy.

NADRZEDNY POSTULAT FIZYKI GALILEUSZOWSKIEJ

*naszą inteligencję stworzył nasz Świat,więc musi ona wystarczać do jego poznania

*im model prostszy tym bliższy prawdy. Bo natura nie jest taka głupia, by trwonić się w jakichś zawiłościach relatywistycznych

model nie wyobrażalny, to po prostu brak modelu.

Byłoby bardzo cennym, gdyby ktoś włączył “Euklidesową teorię względności “ A.Staruszkiewicza do programów kształcenia nauczycieli. A w wielu audytoriach fizyki teoretycznej powinien wisieć na stałe prawdziwy, acz bolesny slogan:

Bo fizyka współczesna coraz lepiej liczy

Ale nadal nie wiadomo co.

Za to jedno zdanko mam ochotę klepnąć go w plecy i krzyknąć:

“ stary, ty jesteś best. Zapraszam na piwko”.

Literatura

[1] The European Physical Journal C 3 (1998), s. 69

[2] Wolfgang Pauli, Writings on Physics and Philosophy, Springer Verlag, 1994

[3] Arthur S. Eddington, Fundamental Theory, Cambridge University Press, 1949

18 FOTON 78, Jesień 2002

[4] Edward Witten, Physics Today, May 1997, s. 28

[5] H.Bondi, Relativity and Common Sense,London,1958

[6] M.Sawicki, Elementy teorii względności,Warszawa,1975

[7] D.Liebscher, Relativitaetstheorie mit Zirkel und Lineal,Berlin,1977

[8] I.Worobiew, Tieoria odnositelnosti w zadaczach,Moskwa,1989