Takie właśnie pytanie padło w komentarzu pod poprzednią notką „Einstein i Batman”. Pytanie dość osobiste. Bowiem pytającemu zapewne nie szło o to by się dowiedzieć jakie jest „oficjalne stanowisko nauki” - bo to każdy z łatwością może znaleźć. Idzie zapewne o to co ja, z jednej strony całkiem przyzwoity fizyk teoretyk, a z drugiej „układ czasami nadmiernie otwarty” (bo i parapsychologią się całkiem poważnie interesuję), więc co ja, piszący tę notkę, sądzę o teorii względności? Domniemywam przy tym, że idzie o szczególną teorię względności, bo ta się łatwiej popularyzuje niż ta ogólna (teoria grawitacji).
Prolog
Podzielam stanowisko Poincarego. On był "konwencjonalistą". Czy teorię względności a z nią czasoprzestrzeń Minkowskiego zaakceptujemy czy nie - to kwestia konwencji, umowy. Aktualnie ludzie umówili się, że akceptujemy. Tak jak akceptujemy dolar jako przelicznik w handlu międzynarodowym. Tak wygodnie. Ale powoli przestaje być aż tak wygodne. Zaczyna być czasem uciążliwe, bo ojczyzna dolara staje się nieprzewidywalna. Zaczyna się więc to przywiązanie do dolara zmieniać. Z teorią względności może być podobnie.
Odsony
No dobrze, odpowiem całkiem osobiście. Sam się zetknąłem z teorią względności jeszcze w liceum. Trafiłem na świetną książkę: A.P. French, „Zasady fizyki współczesnej” (można znaleźć na Allegro za 15-30 zł)
I tam w dość prosty sposób przedstawione były główne idee i to nie tylko teorii względności, lecz także i mechaniki kwantowej. Zachciałem dowiedzieć się czegoś więcej. Potem, już na pierwszym roku studiów, postanowiłem nauczyć się przyzwoicie angielskiego. Kupiłem więc sobie „Istotę teorii względności” Einsteina, a z biblioteki wypożyczyłem wersję oryginalną, angielską „Meaning of relativity”. I tak zacząłem czytać wersję angielską, a jak czegoś nie rozumiałem, to porównywałem z polskim tłumaczeniem. Przy okazji zaś starałem się zrozumieć także treść, choć nie było to proste. Znalazłem zainteresowanych kolegów i koleżanki na roku, i czego się sam nauczyłem to im, na dobrowolnych „kursach wieczorowych” wykładałem. Taką miałem wewnętrzną potrzebę. Pracę magisterską pisałem już z „ogólnej teorii względności”, bowiem tam było jeszcze coś do zrobienia. Teoria szczególna wyglądała na „zamkniętą”, zapiętą na ostatni guzik. Takie w każdym razie miałem wtedy wrażenie.
Przewijamy do przodu. Robię doktorat z algebraicznej kwantowej teorii pola. Mój promotor jest światowej sławy specjalistą od „aksjomatycznej kwantowej teorii pola” - to taka teoria pola kwantowego co jest ścisła matematycznie. Ja też w pracy doktorskiej mam „definicje” i „twierdzenia”. Dowiaduję się przy okazji, że „ścisła matematycznie” nietrywialna kwantowa teoria pola zgodna ze szczególną teorią względności „Nie Istnieje”. Jednym z recenzentów mojej pracy doktorskiej był matematyk Andrzej Hulanicki. Na egzaminie zapytał mnie czy potrafię podać jakiś „model matematyczny” konstrukcji których dotyczyła moja praca doktorska. Potrafiłem. Matematyka zadowoliłem, egzamin zdałem na celująco, jednak podany przeze mnie model był trywialny dla fizyka, był to model pola swobodnego, bez żadnych oddziaływań. Zaczęło mnie to boleć i zacząłem nie dowierzać. Jednak nie mogłem się zdecydować, czy bardziej mam niedowierzać teorii kwantów czy teorii względności? Zacząłem być podejrzliwy w stosunku do obu.
Przewijamy do przodu. Na konferencji w Toruniu spotykam matematyka z Florencji Marco Modugno. W czasie przerwy stoimy w kolejce do kawy i ciasteczek i zaczynamy rozmawiać. On pracuje w geometrii różniczkowej w zastosowaniu do mechaniki i chce się dowiedzieć co to jest „kwantowanie”. Dogadujemy się i tak się zaczyna nasza współpraca.
Warto współpracować z matematykami. Prof. Marco Modugno oczywiście w samym środku. Po bokach widzimy dwie nieliniowe koneksje.
Rozwijamy całkiem elegancką teorię „kwantowania”, zgodną z teorią względności. Ale zgodną z teorią względności Galileusza, a nie Einsteina. Einstein to inna sprawa i teoria względności Einsteina wszystko w mechanice kwantowej psuje, no może z jednym wyjątkiem: Diraca i antymaterii.
Przewijamy do przodu. Mechanika kwantowa ma jednak swoje własne problemy. Główny to problem „teorii pomiaru”. O pomiarach opowiada się w mechanice kwantowej bez liku, ale jak przychodzi do wymodelowania matematycznego pomiaru, okazuje się, że klapa. Zabieram się do zrobienia ścisłej matematycznie teorii „pomiarów”. Idzie nieźle, ale znów z teorią względności ciężko się skleja. Coś tam udaje się zrobić, ale w rezultacie rozczarowuję się tak do teorii względności jak i do mechaniki kwantowej.
Przewijamy do przodu, do dziś. Stawiam na hipotezę, że teoria względności jest zbyt piękna matematycznie by mogła być całkowicie fałszywa. Jeśli przyjmiemy równania Maxwella, teoria względności sama się wprasza, przynajmniej w odniesieniu do zjawisk elektromagnetycznych. Co do reszty, co do tych nie-elektromagnetycznych – trudno powiedzieć. Ostatnio interesuję się wirowanie i spinem. Spin to taki pomost pomiędzy klasyczną geometrią a zjawiskami natury kwantowej. Nie darmo „stała Plancka” ma wymiar momentu pędu – coś nam przez Przyroda chce powiedzieć. Zrozumiemy spin – zrozumiemy kwanty. By zrozumieć spin – trzeba też zrozumieć „przestrzeń” w której rzeczy się obracają. Tu jest klucz. Nawiązałem kontakt z fizykiem z Mińska. Alexander Tarakanov wydał książkę „Cząstki ze spinem. Podejście klasyczne”.
Tydzień temu tak do mnie pisał o teorii względności:
I reviewed your criticism of Theory of Physical Vacuum by G. Shipov. I have this book, but I could not get acquainted with it in detail. Your comments turned out to be very relevant. I agree with you that it is not necessary to proceed from the variational principle, as is usually done in our time. But I believe that such concepts as space and time cannot be combined into one continuum. Unlike Einstein, and others like him, I prefer Poincare’s point of view on the geometry of space and time. Space and time are absolute, and interaction is determined by a potential function. Moreover, if we strictly approach the Relativity Theory, then in it space and time are absolute concepts. However, this is a question of equivalence of curvature-torsion and potential.
Przejrzałem twój krytycyzm Teorii Próżni Fizycznej Shipova. Mam tę książkę, ale nie byłem w stanie przez nią przejść. Twoje uwagi są bardzo trafne. Zgadzam się z tobą, że nie jest konieczne by wychodzić od zasady wariacyjnej, jak to się zwykle dzisiaj robi. Jednak sądzę, że takie pojęcia jak przestrzeń i czas nie powinny być łączone w jedno kontinuum. W przeciwieństwie do Einsteina i jemu podobnych wolę poglady Poincare na czas i przestrzeń. Przestrzeń i czas są absolutne, a oddziaływania są determinowane przez funkcję potencjału. Co więcej, jeśli dokładnie przyjrzymy się Teorii Względności, to w niej czas i przestrzeń są pojęciamim absolutnymi. Jednakże jest to problem równoważności krzywizny-skręcenia i potencjału.
O elektrodynamice i teorii względności napisał mi tak:
„... the use of a potential depending on the state of the relative motion of interacting objects, as in Weber's theory, eliminates the need to use Relativity.”
Użycie potencjału zależącego od stanu względnego ruchu oddziałujących obiektów, tak jak to jest w teorii Webera, eliminuje potrzebę stosowania Szczególnej Teorii Względności”.
Tak to wygląda na dziś. Piękne slajdy z wykładów Szczególnej Teorii Względności prof. Żarneckiego można znaleźć na stronach Instytutu Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego
W wykładzie trzecim jest taki obrazek:
Na razie nie jesteśmy w stanie sprawdzić czy jest to fakt czy mżonka. Nie wiemy czy wszystkie zegary (w tym biologiczne) zachowują się tak samo przy długich i szybkich podróżach w przestrzeni kosmicznej. Myślę, że czekają nas tu niespodzianki. Kiedy będziemy mogli to sprawdzić i to na serio, a nie tak jak z tymi falami grawitacyjnymi czy bozonem Higgsa? Nie wiem. Idę więc swoją drogą i robię to co mogę jako fizyko-matematyk.
