Heisenberg, W. C. - Fizyka a filozofia.pdf - książki - karolina_27

Werner Carl Heisenberg

Fizyka a filozofia

Przekład Stefana Amsterdamskiego

OD REDAKCJI

Polski przekład książki 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, że

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 możliwości technicznych?

Aby odpowiedzieć na te pytania, należy przypomnieć, że wraz z produkcją

nowych narzędzi zawsze rozpowszechniają się idee, dzięki którym zostały one stwo-

rzone. Ponieważ każdy naród i każde ugrupowanie polityczne niezależnie od położenia

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, tradycyjnymi

poglądami. Jaki będzie wynik oddziaływania poglądów z tej dziedziny nauki współczesnej

na głęboko zakorzenione stare tradycje? W tych krajach, w których powstała nauka

współczesna, już od dawna niezmiernie żywo interesowano się praktycznymi za-

gadnieniami 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 poglądami sta-

nowiącymi podstawę rodzimej kultury. Skoro prawdą jest, że 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, że nauce

właściwy będzie całkowity internacjonalizm. W tej wymianie myśli jeden z partnerów -

stare tradycje - będzie miał różne oblicze na rozmaitych kontynentach, drugi zaś, nauka -

wszędzie będzie taka sama. Toteż wyniki owej wymiany idei będą docierały tam wszę-

dzie, gdzie będą się toczyły dyskusje.

Z wymienionych wyżej względów może okazać się pożyteczna próba wyłożenia -

w sposób możliwie przystępny - koncepcji fizyki współczesnej, rozpatrzenia wniosków

filozoficznych, które z nich wynikaj ą, i porównania ich z pewnymi starymi, tradycyjnymi

poglądami.

Najlepszym zapewne wprowadzeniem w problemy fizyki współczesnej jest

omówienie historycznego rozwoju teorii kwantów. Oczywiście, teoria kwantów to jedynie

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 wyposażeniem technicznym niezbędnym do prowadzenia fizycznych

badań nad zjawiskami mikro-świata. Jednakże, jeśli chodzi o technikę doświadczalną

fizyki jądrowej, to polega ona na stosowaniu niezwykle udoskonalonej, lecz tej samej

metody badań, która warunkowała rozwój nauki nowożytnej od czasów Huyghensa, Volty

czy też Faradaya. Zupełnie podobnie, onieśmielająco trudny aparat matematyczny

niektórych działów teorii kwantów można traktować jako ostateczny wynik rozwoju

metod, którymi posługiwali się Newton, Gauss i Maxwell. Natomiast zmiana sensu

pojęcia rzeczywistości spowodowana przez mechanikę kwantową nie jest skutkiem

kontynuacji dawnych idei; wydaje się, że jest ona zmianą przełomową, która naruszyła

dotychczasową strukturę nauki.

Z tego względu pierwszy rozdział książki 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 żaden z centralnych działów fizyki atomowej. Każda

próbka materii, gdy jest ogrzewana, rozżarza się, najpierw do czerwoności, później zaś,

w wyższej temperaturze, do białości. Barwa silnie ogrzanego ciała w nieznacznej tylko

mierze zależy od rodzaju substancji, a w przypadku ciała czarnego zależy wyłącznie od

temperatury. Toteż 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 jednakże nie powiodła się, przy czym ujawniły

się trudności natury zasadniczej. Nie jest rzeczą możliwą przedstawić je tutaj w sposób

przystępny. Dlatego też zadowolić się musimy stwierdzeniem, że 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 niż problem promieniowania. Takie ujęcie nie usunęło

żadnych 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 ma-

tematycznych, które wydawały się zgodne z wynikiem jego własnych badań dotyczących

zależności 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, że wzór jest całkowicie zgodny z danymi

doświadczeń. W ten sposób zostało odkryte prawo Plancka, prawo promieniowania

cieplnego 1 .

Był to jednak dopiero początek intensywnych badań teoretycznych, które podjął

1 Por. M. Planck, Zur Geschichte der Auffindung des physikalischen Wirkungsquantums, “Naturwissenschaften", 31

(1943), s. 153 oraz Max von Laue, Historia fizyki, Warszawa 1960, s. 202—205 (przyp. red. wyd. polskiego).

Heisenberg, W. C. - Fizyka a filozofia.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: