CCF20090701022

II - Empiryczne i pojęciowe podstawy teorii względności 43

ruchu układu odniesienia, i że w ten sam sposób przestrzenny dystans pomiędzy dwoma punktami ciała sztywnego jest niezależny od stanu ruchu układu odniesienia. Poprzez cofnięcie się do metody pomiaru czasu i do fundamentalnej roli, jaką odgrywa prędkość światła we wszystkich naszych fizycznych pomiarach czasu, odkryła ona rełatywność równocze-sności dwóch procesów, co w konsekwencji prowadzi do poglądu, że -jak wynika z formuły transformacji Lorentza - także takie własności ciała jak długość, objętości, kształt, energia, temperatura itd., są przyjmowane jako różne w zależności od wyboru układu odniesienia, w którym pomiar miał miejsce. Jednak wszelka taka „relatywizacja” nie stoi w sprzeczności z ideą stałości i jedności przyrody - a raczej jest wymagana i przeprowadzona właśnie w imię tej jedności. Zmienność pomiarów przestrzeni i czasu stanowi konieczny warunek, mocą którego dają się odkryć i uzasadnić nowe stałe teorii. Takie stałe znajdują się w równej dla wszystkich układów wielkości prędkości światła, a także w szeregu innych wielkości, takich jak na przykład entropia ciała, jego ładunek elektryczny czy mechaniczny równoważnik ciepła, które są niezmiennicze wobec transformacji Lorenza, i które tym samym posiadają tę samą wartość we wszystkich uzasadnionych układach odniesienia. Przede wszystkim jednak [taką stałą] jest ogólna forma prawa przyrody, którą musimy teraz postrzegać jako właściwą stałą, a tym samym jako właściwe logiczne fundamentalne rusztowanie przyrody w ogóle. Podczas gdy szczególna teoria względności formułując prawa przyrody ogranicza się przede wszystkim do traktowania jako równoważnych wszystkich punktów odniesienia K’, które poruszają się ruchem jednostajnym prostoliniowym względem jakiegoś określonego uzasadnionego układu odniesienia K, teoria ogólna rozszerza to do twierdzenia, że wszystkie punkty odniesienia K, K\ niezależnie od stanu ruchu, są równoważne, gdy idzie o opis przyrody (17, s. 9; 18, s. 42). Lecz jedyna droga, na której można osiągnąć uniwersalność pojęcia przyrody i prawa przyrody, na której można uzyskać jednoznaczny, obiektywnie ważny i niezależny od wyboru układu odniesienia opis fenomenu, wiedzie z konieczności - jak pokazuje teoria -przez relatywizację wielkości przestrzennych i czasowych, które zachowują ważność w obrębie systemu szczególnego; traktować je jako zmienne, jako transformowalne, znaczy dotrzeć do prawdziwej niezmienności właściwych uniwersalnych stałych przyrody i uniwersalnych praw przyrody. Postulat stałej prędkości światła oraz postulat względności okazały się zatem dwoma stałymi punktami teorii, dwoma ustalonymi myślowymi biegunami, wokół których obracały się zjawiska: i okazało się tutaj, że dotychczasowe logiczne stałe przyrodoznawstwa, że cały system pojęciowych i liczbowych wartości, dotychczas traktowany jako absolutnie jednoznaczny i ustalony, musi być traktowany jako pozostający w ciągłym przepływie, by móc zadośćuczynić nowym, ściślejszym wymogom jedności postawionym przez myśl fizyczną.

Zatem odniesienie do doświadczenia, wzgląd na zjawiska i ich jednolite przedstawienie, okazuje się być wszędzie podstawowym momentem; ale równocześnie widać, że - zgodnie ze słowami Goethego - doświadczenie jest jednak zawsze tylko na poły doświadczeniem, bowiem nie jest ono wyłącznie pochodzącym z obserwacji materiałem jako takim, lecz idealna forma, którą on przybiera i intelektualna interpretacja, którą ze sobą niesie, jest podstawą prawdziwej wartości teorii względności i jej przewagi nad innymi teoriami. Jak wiadomo, badania Michelsona i Morleya, które dały impuls i punkt wyjścia dla rozwoju teorii względności, zostały już w roku 1904 zinterpretowane przez Lorentza w sposób, który odpowiadał wszystkim czysto fizycznym wymaganiom. Hipoteza Lorentza, że każde ciało poruszające się względem nieruchomego eteru z prędkością v ulega pewnemu określonemu skróceniu w kierunku ruchu, dokład-

I 7

nie zaś w stosunku jak 1: Jl—y, była wystarczająca, by dać zupełne wyjaśnienie wszystkich znanych obserwacji. Eksperymentalne rozstrzygnięcie na rzecz teorii Lorentza bądź Einsteina nie było możliwe; było jasne, że z zasady nie może być pomiędzy mmi żadnego experimentum cnicis . Zwolennicy nowej doktryny zgodnie odwoływali się - rzecz to niezwyczajna w historii fizyki - do naczelnych zasad filozoficznych, do przewagi, jaką nowa doktryna posiada nad twierdzeniami Lorentza pod względem systematycznym i teoriopoznawczym. „Właściwego eksperymentalnego rozstrzygnięcia pomiędzy teorią Lorentza a teorią względności” - wyjaśnia na przykład Laue, w swym wykładzie zasady względności z 1911 roku - nie można w ogóle dostarczyć, a to, że pierwsza mimo to została odsunięta w cień, polegało głównie na tym, że chociaż zbliżyła się do teorii względności, wciąż jej jednak brakuje prostej uniwersalnej zasady - skarbu, który dostarcza teorii względności [...] czegoś imponującego”^{1 2}. Zało-

1

   Więcej na ten temat, np.: Ehrenfest [15a], s. 16 i nast.

2

   40, s. 19 i nast.; por. 41, s. 106. Por. także charakterystyczną uwagę samego Lorentza podczas jego wykładu w Haarlem: „Oszacowanie (podstawowych pojęć teorii względno-