CCF20090701038

TV --- Materia, eter, przestrzeń 75

siebie ruchem jednostajnym. To jednakże jest jawnie sprzeczne i zmusza nas do porzucenia myśli o eterze jako o jakiejś ruchomej bądź nieruchomej „substancji”, jako rzeczy w jakimś „stanie ruchu”. Zamiast zastanawiać się nad jakimś rodzajem hipotetycznego substratu dla zjawisk i gubić w rozważaniach nad jego naturą, fizyka zadowala się tutaj budową siebie jako „fizyki pola”, w oparciu o równania pola i ich eksperymentalnie weryfikowalną ważność. „Nie można zdefiniować eteru-jak mówi o tym na przykład Lucien Poincare - poprzez materialne własności nie popełniając poważnego błędu, a jest pracą kompletnie bezużyteczną i od początku skazaną na jałowość próba charakteryzowania go za pomocą innych własności niż te, do których dociera bezpośrednia i ścisła wiedza oraz eksperyment. Eter jest zdefiniowany, gdy znamy dwa pola - magnetyczne i elektryczne - które mogą istnieć, w każdym jego punkcie niezależnie od kierunku. Oba pola mogą się zmieniać; zwyczajowo mówimy o ruchu zachodzącym w eterze, lecz fenomen dostępny eksperymentowi to zachodzenie tych zmian” (75, s. 251). Tutaj znów stajemy wobec jednego z przykładów triumfu krytycznego pojęcia funkcji nad naiwnym rzeczowym i substancjalnym przedstawieniem, jakich więcej można odnotować w historii nauk ścisłych. Eter przestał grać swą fizykalną rolę, gdy tylko znaleziono taki sposób przedstawiania praw elektrodynamicznych, w którym nie występuje on jako warunek. „Teoria względności - jak zauważa jeden z jej orędowników - polega na zupełnie nowym rozumieniu rozchodzenia się oddziaływań elektromagnetycznych w pustej przestrzeni; nie są one przenoszone przez medium, nie zachodzą także dzięki bezpośredniemu oddziaływaniu na odległość. Pole elektromagnetyczne w pustej przestrzeni jest rzeczą posiadającą samoistną fizyczną rzeczywistość niezależną od jakiejkolwiek substancji. Oczywiście trzeba się najpierw przyzwyczaić do tej idei, ale być może to przyzwyczajenie przyjdzie łatwiej, gdy się zauważy, że fizykalne własności tego pola, które otrzymały najbardziej trafny wyraz w równaniach Maxwella są lepiej i dokładniej znane niż własności jakiejkolwiek substancji” (Laue, 41, s. 112). Przyzwyczajenie do „rzeczy niezależnej od jakiejkolwiek substancji” można w równie niewielkiej mierze przypisywać tak pospolitemu ludzkiemu rozumowi, jak rozumowi wyćwiczonemu w teorii poznania; bowiem właśnie dla tego drugiego substancja oznacza kategorię, na zastosowaniu której polega wszelka w ogóle możliwość przyjmowania „rzeczy”. Oczywiste jest jednak, że mamy tutaj do czynienia jedynie z nieścisłością wyrażenia i że „niezależna fizyczna rzeczywistość” pola elektromagnetycznego nie może oznaczać nic więcej ponad realność relacji utrzymujących się w jego obrębie, które zostały wyrażone w równaniach Maxwella i Hertza. Relacje te przedstawiają się nam jako ostatecznie osiągalne realności, ponieważ i o ile są dla nas ostatecznie osiągalnymi przedmiotami wiedzy fizycznej. Idea eteru jako pewnej niedoświadczalnej substancji jest zniesiona przez teorię względności po to, by dać pojęciowy wyraz jedynie czystym określeniom wiedzy doświadczalnej.

Dla tego celu jednakże, zgodnie z teorią względności, nie potrzebujemy już ustalonego i sztywnego ciała, do którego można by się odnosić, a do którego mechanika klasyczna wydawała się ostatecznie sprowadzać. Ogólna teoria względności nie mierzy już sztywnymi ciałami geometrii Euklidesa czy mechaniki klasycznej, lecz wychodzi z nowego i więcej ogarniającego stanowiska w swym określaniu uniwersalnej liniowej wielkości ds. W miejsce sztywnego pręta pomiarowego, za pomocą którego usiłowano uzyskać tę samą niezmienną długość dla wszystkich czasów i miejsc, niezależnie od jakichkolwiek szczególnych warunków pomiaru pojawia się teraz krzywoliniowy układ współrzędnych Gaussa. Jeżeli jakiś punkt P w czasoprzestrzennym kontinuum jest określony poprzez cztery parametry x\, *2, *3, *4, wówczas dla niego i nieskończenie bliskiego punktu P’ istnieje pewna „odległość” ds, która wyraża się formułą:

ds² - g\\dx² + g₁₂dx₂ + g_ndx² +g^dx² + 2g_l2dx_ldx₂ +2 g_l2dx_ldx₃ + ...

gdzie wielkości gn, g22, ■    g44 przyjmują wartości ulegające zmianom

wraz z miejscem w kontinuum. W tym ogólnym wyrażeniu wzór na element liniowy przestrzeni euklidesowej zawiera się jako szczególny przypadek. Nie trzeba w tym miejscu przechodzić do szczegółów tego określenia ¹ — jego istotne osiągnięcie leży jednak w tym, że w dwóch możliwych punktach czasoprzestrzeni wyniki pomiarów na ogół są różne. Każdy punkt odnosi się nie do sztywnego i ustalonego układu odniesienia leżącego poza tym punktem, lecz w pewnej mierze do siebie samego i do nieskończenie bliskich punktów. Zatem wszelkie miary stają się podobnie nieskończenie płynne w porównaniu ze sztywnymi, prostymi liniami geometrii Euklidesa, które w sposób dowolny mogą być przemieszczane, nie zmieniając przy tym swej formy; a jednak z drugiej strony, wszystkie te nieskończenie zmienne i nieskończenie różnorodne określenia łączą się

1

Por. Einstein (17 i 18, s. 59 i nast.); por także poniżej rozdz. VI.