Eine Eine
1488
BLOG

O człowieku ,który odkrył 5-ty wymiar wszechświata

Eine Eine Kultura Obserwuj notkę 27
 Trudno mi pisać o tej książce ,gdyż trudno mi się zdobyć na obiektywną o niej informację lub ocenę. Jestem tą książką zachwycony, oszołomiony i nieustannie do niej wracam od czasu kiedy otrzymałem ją w prezencie, na powitanie nowego roku.Jej autorka Daniela Wuensch, fizyk z wykształcenia ,poświęciła ponad pięć lat na napisanie monumentalnej biografii niemieckiego fizyka, matematyka i lingwisty w jednej osobie profesora Theodora Franza,Eduarda Kaluzy [1].D.Wuensch jest wytrawnym i cenionym historykiem fizyki i jej inne dwie pozycje: jedna [2] o zagadnieniu priorytetu, w odkryciu OTW (Hilbert czy Einstein),druga , o której wkrótce napiszę,  najnowsza [3] poświęcona relacjom fizyki z kulturą i cywilizacją i metodologii badań z historii nauki, decydują o tym ,że Daniela Wuensch należy do światowej elity tej specjalności.Prószyński i Ska powinien jak najszybciej polskie tłumaczenie tej biografii dołączyć z już wydanych ,znakomitych biografii Bohra i Einsteina autorstwa A.Paisa,jeśli się zważy ,że mój kraj jako jeden z nielicznych europejskich do tej pory nie dorobił się biblioteki klasyków fizyki.Pisząc pracę o Teodorze Kaluza zdobyła olbrzymią ilość nieznanych nikomu przedtem dokumentów ukazujących dzieło i życie tego –w istocie rzeczy- nieznanego geniusza, ukazała świat jego miłości i przyjaźni, świat myśli i doświadczeń nie tylko badacza, ale także wybitnego pedagoga.Z punktu widzenia warsztatu historyka, książka jest wybitna, a jak się ją czyta ! Dramatyzm i wielkość życia Kaluzy na tle epoki narodzin nowej fizyki(pierwsza połowa XX wieku) przedstawione inteligentnym piórem, wszystko skrzy się humorem i dowcipem, a całość naszpikowana zdjęciami prawie od alkowy bohatera tekstu. Kaluza Danieli Wuensch, to gigant myśli ścisłej i odważnej, ogarniającej podstawy fizyki w łączności z jej cudownym i tajemniczym językiem, jakim jest abstrakcyjna matematyka.I zarazem, żywy reprezentant czasów Renesansu zabłąkany w epoce kultu hiperwąskiej specjalizacji. Jego zainteresowania nie mają granic przedmiotowych.Prawdziwy błysk “supernowej” talentów ludzkich: władał biegle 17 językami (jego najbardziej ulubiony- arabski),po przestudiowaniu podręcznika nauki pływania ,wszedł pierwszy raz do głębokiej wody i swobodnie zaczął płynąć w stylu doświadczonego pływaka.A jednocześnie “brat łata”, otwarty, życzliwy, skromny, bez profesorskiej tynktury, nie śmiały, kochający życie i cieszący się życiem, mimo, iż ono nie było specjalnie dla niego łaskawe. Daniela Wuensch wspaniale wczuła się w ów świat duchowy Kaluzy i jego bogaty “umwelt “ opisała tak, jakby to był jej, i przez nią przeżyty.Nic dziwnego ,że książka przedstawiona jako dysertacja doktorska i obroniona w Instytucie Historii Nauki w Getyndze, zwieńczona została najwyższą oceną : “summa cum laude «. Bez wahania napisżę ,że praca ta w rzeczywistości, wpisuje się w ciąg wspaniałych biografii wielkich postaci nauki kilku autorów :A.Foelsinga i A.Paisa o Albercie Einsteinie, A.Paisa o Nielsie Bohrze,R.L.Simego o Lizie Meitner, D.Cassidy o Wernerze Heisenbergu , czy N.T.Greenspana o Maxie Bornie i doskonale współtworzy współczesną historię fizyki (z matematyką, jako że fizycy bardzo często otwierają nowe rozdziały siostrzanej dyscypliny).Układ treści jest nieszablonowy. Najpierw panorama zycia naukowego Królewca,następnie panorama fizyki tamtych lat i na niej - teoria Kaluzy czasoprzestrzeni 5-wymiarowej jako areny, tła, na której zachodzi unia dwóch fundamentalnych obiektów przyrody: pola grawitacyjnego z polem elektromagnetycznym.Potem życie światowe: Kolonia i Getynga,współpraca z Oscarem Kleinem,i ciemna noc hitleryzmu rozpalona kolejną wojną światową.Z tego układu treści wynotuję główne linie biografii T.Kaluzy dla tych czytelników ,którzy poraz pierwszy widzą to nazwisko.Dom, w którym przyszedł na świat T.Kaluza,Teodor Kaluza urodził się 9 listopada 1985 roku w niemieckiej ,katolickiej rodzinie, w dzielnicy Opola, na wyspie dzisiaj noszącej nazwę Pasieka( wówczas Wilhelmsthal), w domu przy ulicy o obecnej nazwie Strzelców Bytomskich.Niektóre wikipedie podają jako miejsce jego urodzenia Racibórz, co jest pomyłką ale nie bez związku: w Raciborzu bowiem urodził się jego ojciec, późniejszy profesor j.angielskiego(specjalność : staroangielski) na uniwersytecie w Królewcu. Teodor, gimnazjum ukończył w Królewcu, dokąd wcześniej przeniosła się jego cała rodzina, gdy on sam miał 3 lata i tamże –gdy ukończył błyskotliwie gimnazjum-studiował fizykę, matematykę i astronomię.Wobec wybitnych zdolności syna, ojciec kieruje go na dalsze studia do Mekki nauk ścisłych ,do Getyngi, gdzie jest słuchaczem wykładów Hilberta i Minkowskiego 9 obydwaj pochodzący z królewca ).  Pracę nauczycielską podejmuje w Królewcu,zakłada rodzinę (1909),broni pracy doktorskiej (1912), a następnie habilituje się (1915),przy czym tematyka jego badań teoretycznych dotyczy teorii pól - grawitacyjnego i elektromagnetycznego. Zdobywa prawie “szczyt” możliwości kariery akademickiej w tamtych czasach, to znaczy zostaje zatrudniony w uniwersytecie na stanowisku “privatdocenta” i nagle...Nikomu nieznany w wielkim świecie nauki, «privatdocent”, wysyła w roku 1919 pod adres Pruskiej Akademii Nauk na nazwisko Alberta Einsteina niewielką pracę pod ambitnym tytułem :“O unifikacji podstaw fizyki”. Do Alberta Einsteina dlatego, iż w istocie na 8 stronach tekstu przedstawia nowe i oryginalne podejscie do OTW, czyli do teorii grawitacji Einsteina. Adresat, po wahaniach (najpierw pochwalił i zachwycił się, a tydzień później odmówił jej wartości [4] ), nie przekazał pracy do czasopisma Akademii ,ale – z nieznanych przyczyn takiego opóźnienia- po dwóch latach spowodował jednak jej opublikowanie [5].Od tego momentu dalsze życie Teodora uległo gwałtownej zmianie. Teodor Kaluza z żoną ,Anną.Przy silnym poparciu Einsteina, Kaluza pracuje krótko w Kolonii a następnie w Getyndze, gdzie szczególnie jego projektem unifikacji grawitacji i elektromagnetyzmu zainteresował się Oskar Klein, który w 1926 roku publikuje próbę syntezy idei Kaluzy z fizyką kwantową[6].Od 1935 roku Kaluza jest profesorem zwyczajnym w Getyndze, lecz nadal pozostaje nieznany , gdyż bardzo starannie unika publicznej działalności. Umiera w Getyndze, w 1954 roku ,na krótko przed osiągnięciem wieku emerytalnego. Dom T.Kaluzy i jego rodziny w Getyndze .Problem zwany “unifikacją fizyki” ,będący właściwie pod dziś dzień “św.Graalem “ fizyki XX wieku, poszukiwanym i upragnionym przez najwybitniejszych badaczy przyrody , doczekał się nawet kilku osobnych monografii, wśród których wyróżniłbym pracę H.Weyla [7]..Polega on na znalezieniu jednej teorii lub nawet jednego równania, opisującego całość -dostępnego poznaniu - świata natury.Teodor Kaluza podjął ten problem i przedstawił jego rozwiązanie w stosunku do jedynych wówczas, znanych sił fundamentalnych przyrody: pola grawitacyjnego i elektromagnetycznego.Wychodząc od tensora krzywizny Riemanna, a dokładnie od jego zwężenia dokonanego przez Einsteina ,tensora który jest miarą krzywizny czterowymiarowej czasoprzestrzeni czyli pola grawitacyjnego , Kałuza uzupełnił go o wymiar piąty (a czwarty przestrzenny) i badając analitycznie składowe tak zmienionego tensora i relacje między nimi, uzyskał równania Maxwella pola elektromagnetycznego !Innymi słowy, obiekt matematyczny będący modyfikacją tensora Einsteina przez dodanie piątego wymiaru do geometrii czasoprzestrzeni rodzi unię pola grawitacyjnego z polem elektromagnetycznym. Przyczyną istnienia światła jest ten fakt, że świat ma pięć wymiarów. Odkrycie Kaluzy było tak niezwykłe w tamtym czasie, że wielu powątpiewało w jego prawdziwość i w gruncie rzeczy poza Einsteinem i Weylem ,pozostali fizycy zignorowali go.Tymaczasem wielkość i znaczenie pracy Kaluzy polegało i nadal polega na dokonaniu pierwszej w historii, geometryzacji pola elektromagnetycznego przez dodanie wymiaru wyższego rzędu do modelu OTW pola grawitacyjnego. Innymi słowy, dynamiczna geometria nie tylko tworzy pole grawitacyjne, tworzy także pole elektromagnetyczne. Ostatecznie ,idea przestrzeni jako pustki biernej, jako tła dla fenomenów bytu odchodzi do lamusa. Kaluza podążając za Einsteinem odkrywa nowe światy przez proste dodanie jeszcze jednego wymiaru przestrzennego.Przed nim ,bo roku 1914 fiński matematyk i fizyk Gunnar Nordstroem postąpił odwrotnie: dodał czwarty wymiar do pola elektromagnetycznego i otrzymał równania pola grawitacyjnego Einsteina,ale niestety- fałszywe, błędne.Różnica była istotna z punktu widzenia teoriopoznawczego: praca Kaluzy zainspirowała bowiem Oscara Kleina do próby wyjaśnienia dlaczego piąty wymiar Kaluzy jest nieobserwowalny.Tymczasem pole grawitacyjne było wówczas całkowicie pomijanym parametrem w nowoodkrywanym świecie mikro, gdy pole ExB przeciwnie, było parametrem ważącym w świecie elektronów i protonów.Klein zasugerował, że piąty wymiar jest zwinięty w postaci okręgu o promieniu rzędu długości fali Schroedingera znanych wówczas cząstek elementarnych.Z każdym punktem czasoprzestrzeni jest związany okrąg o periodycznie zmiennym promieniu. Klein wyliczył średnią wartość promienia, okazała się rzędu długości Plancka [ 10E(-33)], i następnie pokazał, że można uzyskać z takiej geometrii mikroświata - masę i ładunek elektryczny elektronu.  Na rysunku punkt P na bardzo cienkiej nici ma świat jednowymiarowy(ruch w lewo, w prawo).Po bardzo silnym powiększeniu ukazuje się grubość nici i dodatkowa możliwość ruchów po powierzchni w drugim wymiarze zwiniętym w kształt okręgu. Teoria Kaluzy-Kleina 5-geometrii wszechświata unifikującej dwie fundamentalne siły przyrody, niestety, nie miała rozstrzygających dowodów doświadczalnych, oraz przewidywała kłopotliwą zmienność (drgania) piątego wymiaru.Dodatkowo, zaraz po jej uformowaniu, odkrycia fizyki świata atomowego, wprowadziły dwie nowe siły fundamentalne (oddziaływania słabe i jądrowe),co ostatecznie spowodowało odejście fizyków od problemu unifikacji i musiało minąć blisko 60 lat, by fizyka strun przypomniała idee Kaluzy oraz Kleina i nawiązała do ich analitycznych technik unifikacji różnych teorii przez powiększanie liczby wymiarów czasoprzestrzeni.Na przykład teoria M operuje czasoprzestrzenią 11 –wymiarową (10 wymiarów przestrzennych, w tym 7 skompaktyfikowanych oraz 1 wymiar czasowy), przy czym zwinięte wymiary tworzą dziwne przestrzenie zwane przestrzeniami Calabiego-Yau.  Pewien rodzaj 7 wymiarowej przestrzeni Calabiego-Yau,związnej z każdym punktem czasoprzestrzeni 4-wymiarowej.Matematyka tej teorii ,operuje wprawdzie pojęciami nieznanymi –tak przypuszczam- Teodorowi Kaluzie (wiązki włókniste i koneksje na wiązkach), lecz w jej tle egzystuje głęboka myśl Kaluzy: zmieniając geometrie , odkrywamy nowe, niewidzialne światy istniejące obok nas, na wyciągnięcie ręki.Literatura

[1] D. Wuensch, Der Erfinder der 5. Dimension, Theodor Kaluza-
Leben und Werk,2 Aflage,Goettingen,2007 [2] D.Wuensch,Zwei wirkliche Kerle,Neues zur Entdeckung der Gravitationsgleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie durch David Hilbert,Goettingen,2007

[3]D.Wuensch,Der Weg der Wissenschaft im Labyrinth der Kulturen: Sieben zentrale Aufgaben der Wissenschaftsgeschichte, Goettingen,2008.

[4] A.Pais,Subtle is the Lord,Oxford- N.Y.,1982,s.330-333( polskie tłumacz.:Pan Bóg jest wyrafinowany,Warszwa,2001)

[5]T.Kaluza,Zum Unitätsproblem der Physik, Sitzungsberichte Preussische Akademie der Wissenschaften,96 ,1921, s.69.

[6]O.Klein,The Atomicity of Electricity as a Quantum Theory Law, “Nature”,1926,s.516 [7] H.Weyl,Raum,Zeit und Materie,Goettingen,1918
Eine
O mnie Eine

No modern scientist comes close to Einstein's moral as well as scientific stature (John Horgan)

Nowości od blogera

Komentarze

Pokaż komentarze (27)

Inne tematy w dziale Kultura