No właśnie, kura czy jajko? Czy w ogóle kiedyś będziemy to wiedzieć tak na sto procent? Bez żadnych wątpliwości? Jeden uczony będzie argumentował tak, inny inaczej. Niekończące się spory. I jak tu definitywnie rozstrzygnąć? Najlepiej byłoby sprawdzić, cofnąć się w przeszłość, zobaczyć na własne oczy. Tylko czy kiedykolwiek takie cofanie się w przeszłość będzie możliwe? A może, miast cofać się w przeszłość, udać się w przyszłość? Samemu stworzyć kurę i jajko, zobaczyć co się da a co się nie da?
A przecież i kura i jajko to tylko parabole dla czegoś ogólniejszego. To symboliczne pytanie ma związek z naszym pragnieniem poznania pierwszych przyczyn, tych najpierwszych. A to pragnienie jest w nas podobne do potrzeby jedzenia, do zaspokojenia głodu i łaknienia, tyle, że bardziej duchowego niż fizycznego.
Obejrzałem wczoraj film dokumentalny PBS Nova - Newton's Dark Secrets. Lecz nie o ciemnych tajemnicach Newtona chcę dziś pisać. Wszyscy dziś wiemy: więcej czasu Newton spędził na alchemii i podważaniu doktryny Trójcy niż na nauce stricte senso. Wybaczamy mu to. Po prostu był ciekaw wszystkiego. Pewne rzeczy mu się udało w życiu dokończyć a inne nie. Zresztą, kto wie, może i dokończył także inne, tyle, żenie wszystkie jego sekrety dziś znamy. W filmie jest fragment ze słynnym jabłkiem.
W Londynie, gdzie w Cambridge Newton miał wykłady tak trudne i nudne, że nikt ich nie chciał słuchać, zapanowała plaga, Newton wraca więc na wieś, z książkami i papierzyskami siedzi pod drzewem z którego spada jabłko:
Newton wpada w zadumę:
Doznaje olśnienia. Dotąd Wszechświat przedstawiał mu się jako nakręcony przez Stwórcę zegar ze sprężynkami i trybikami:
Teraz zrozumiał, że miast sprężynek i trybików działa we Wszechświecie powszechna grawitacja:
To samo prawo, które rządzi spadaniem jabłka zakrzywia tory planet. Planety też spadają – tyle, że inaczej niż jabłko, bo inne mają prędkości i inne odległości. Pod koniec życia Newton publikuje swoje Principia a w nich trzy podstawowe zasady mechaniki ( z Wikipedii):
Lex I. Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus illud a viribus impressis cogitur statum suum mutare.
Każde ciało trwa w swym stanie spoczynku lub ruchu prostoliniowego jednostajnego, jeżeli siły przyłożone nie zmuszą ciała do zmiany tego stanu.
Lex II. Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.
’’Zmiana ruchu jest proporcjonalna do przyłożonej siły poruszającej i odbywa się w kierunku prostej, wzdłuż której siła jest przyłożona.’’
Lex III. Actioni contrariam semper et aequalem esse reactionem; sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse aequales et in partes contrarias dirigi.
Względem każdego działania istnieje przeciwdziałanie zwrócone przeciwnie i równe, to jest wzajemne działania dwóch ciał są zawsze równe i zwrócone przeciwnie.
No i powszechna grawitacja:
Newton uznał, że ta sama siła powoduje ruch planet po orbitach oraz spadanie jabłka z drzewa. W ten sposób ten wielki fizyk położył podwaliny pod mechanikę klasyczną. W tym ujęciu grawitacja jest siłą, z jaką oddziałują na siebie wszelkie ciała obdarzone masą.
O naturze grawitacji Newton wypowiadać się nie chciał. W filmie wspomina się o tym, że niewykluczone iż Newton wiązał ją jakoś z siłami alchemicznymi.
Wróćmy do Lex 1: Każde ciało trwa w swym stanie spoczynku lub ruchu prostoliniowego jednostajnego, jeżeli siły przyłożone nie zmuszą ciała do zmiany tego stanu.
Wyobraźmy sobie taki świat w którym „ Każde ciało trwa w swym stanie spoczynku lub ruchu prostoliniowego jednostajnego” - bo nie ma w nim żadnych sił. Wszechświat wypełniony takimi ciałami. Raczej nudny. Więc by się nie zanudzić na śmierć, dodajmy zderzenia. To świat Leibniza. Dodajmy działanie na odległość – to świat Boscovicha. Odeszliśmy daleko od zegarków i sprężynek. A przecież zegarki i sprężynki istnieją. A co jeśli świat zrobiony jest właśnie ze sprężynek?
Ciała rzeczywiste nie poruszają się ruchem prostoliniowym i jednostajnym. Zawsze coś je wyhamuje lub zmieni kierunek ich ruchu. Prawa Newtona dotyczą ciał idealnych w idealnym świecie.
Weźmy teraz sprężynkę Ściśnijmy ją i nacisk zwolnijmy. Sprężynka zacznie oscylować. Idealna sprężynka w idealnym świecie będzie oscylować wiecznie. Bynajmniej nie będzie poruszać się ruchem jednostajnym i prostoliniowym. A może świat zrobiony jest ze sprężynek? Elementarne składniki to układy drgające a nie idealne punkty materialne? Ciała mechaniki Newtona zrobione są ze sprężynek. Ze sprężynek jest sama grawitacja. Sprężynki nieustannie oscylują, szturchają się nawzajem, jednak z drugą rezonuje lub nie. Ze sprężynek tworzą się struny i membrany,
Jeśli wizja Newtona to wizja pierwszego jajka, to wizja świata sprężynkowego może być wizją pierwszej kury.
W fizyce unikamy słowa sprężynka – to dobre dla dzieci. Mówimy „oscylator”, lub „oscylator harmoniczny”. Rozważając oscylatory harmoniczne Planck odkrył „kwant działania”. Warto więc się bliżej oscylatorami zająć, bo z nich bierze się harmonia a nie z ruchów prostoliniowych i jednostajnych. Ale o tym w kolejnych notkach.
