We wrześniu ubiegłego roku (jak ten czas leci) przedstawiłem tutaj na Salonie moje tłumaczenie fragmentów tekstów Ernesta Macha 'Zasada Macha'; Dwie strony z oryginału 1883. Niedawno, bo pod koniec kwietnia (2013) przedstawiłem tłumaczenie oryginalnego tekstu Alberta Einsteina Podstawa 'Ogólnej Teorii Względności'.
W tekście tym ('Podstawa OTW') A. Einstein nawiązuje bezpośrednio do rozważań Macha i przedstawia je w nowej (wtedy), własnej formie. Ciekawe wnioski nasuwają się jeśli porównamy fragmenty tekstów Macha i Einsteina dotyczące tego samego problemu, pojęcia przestrzeni i ruchu obrotowego. Nie będę tutaj wstawiał całego mojego komentarza do tekstu Macha stojącego w mojej notce 'Mach i wiadro Newtona...'.
Dla przypomnienia przytoczę tutaj fragment:
-----------------------------------------
TT; Ogólne moje wrażenie po tłumaczeniu tego tekstu Macha jest takie, że cały ten wywód jest argumentacyjnie i logicznie dość mętny i niespójny. Pierwszy przykład:
EM;" System świata (Weltsystem) nie jest nam dany dwa razy, raz z Ziemią stojącą i raz z wirującą, a tylko jeden raz z jego samookreślającymi ruchami względnymi. My nie możemy więc powiedzieć, co by było, gdyby Ziemia nie wirowała (się nie kręciła)."
TT; No więc jak to jest? Mach wie, że Ziemia się kręci i snuje tylko jakieś spekulacje, ot tak sobie, czy też ma jakiś spójny pomysł na temat wiadra Newtona. Ja takiego pomysłu nie widzę w tym tekście.
-----------------------------------------
Data publikacji Ernesta Macha to rok 1883. W roku 1916, czyli 33 lata po publikacji Macha, Albert Einstein pisze:
§ 2. O powodach, które nasuwają rozszerzenie postulatu względności
Mechanikę klasyczną, a i nie mniej STW obciąża teoriopoznawczy brak, który chyba po raz pierwszy podniesiony został przez E. Macha. Przedstawimy go na następującym przykładzie.
EM "(...)Nikt nie może powiedzieć jak przebiegałoby to doświadczenie, gdyby ściany naczynia stawały się coraz grubsze i masywniejsze, a w końcu miały grubość wielu mil (km). Dysponujemy tylko tym jednym doświadczeniem i musimy je harmonizować ze znanymi nam faktami, a nie z naszymi dowolnymi pomysłami (tekst dosł. 'poezją')(...)".
Przyjrzyjmy się zatem owemu przykładowi, który Einstein wprowadza jako myślowy eksperyment dla zobrazowania jego (AE) rozumienia problemu poruszonego przez Macha.
AE "…Dwa płynne ciała o jednakowej wielkości i konsystencji unoszą się swobodnie w przestrzeni w tak dużej odległości od siebie (i od pozostałych mas), że tylko te siły grawitacji muszą być uwzględnione, którymi części każdego z ciał działają wzajemnie na siebie. Odległość między ciałami pozostaje niezmienna. Wzajemne, względne ruchy części ciał nie mają miejsca. Ale każde ciało z punktu widzenia obserwatora nieruchomego w stosunku do drugiego ciała wiruje ze stałą prędkością wokół linii łączącej oba ciała (jest to stwierdzalny ruch względny obydwu ciał)…"
Jeśli pozostałe, dalekie masy nie mają żadnego wpływu na płynne ciała próbne eksperymentu, to możemy przyjąć, że owe obiekty próbne znajdują się w pustym Universum, jak na poniższym rysunku.
AE "Wyobraźmy sobie teraz powierzchnię obydwu ciał (S1 i S2) mierzoną za pomocą (względnie nieruchomej) skali: okazuje się, że powierzchnia ciała S1 jest kulą, natomiast powierzchnia S2 to elipsoida."
AE "Pytamy zatem: z jakich powodów ciała S1 i S2 zachowują się różnie."
(...) Na to pytanie newtonowska mechanika nie daje zadowalającej odpowiedzi. Mówi ona bowiem następująco: prawa mechaniki działają w przestrzeni R1 względem której ciało S1 jest w spoczynku, ale nie działają w przestrzeni R2 , względem której ciało S2 jest w spoczynku.
Ta uprawniona galileuszowska przestrzeń R1, która tutaj zostaje wprowadzona, jest jednak jedynie zmyśloną (sfingowaną) przyczyną, a nie rzeczą obserwowalną.
W założeniach eksperymentu Einstein nie wprowadza dwóch oddzielnych przestrzeni dla jego ciał, ale jedną przestrzeń, w której obydwa ciała obserwujemy. Tutaj jednak wprowadza do rozważań jakby dwa oddzielne Pod-Wszechświaty R1 i R2, w których rozpatruje różne zachowanie jego ciał, pomimo, że wcześniej wprowadził prostą łączącą obydwa ciała, wokół której ciała te wykonują względny ruch obrotowy.
AE "Jest zatem jasne, że mechanika newtonowska wymogu przyczynowości nie spełnia rzeczywiście, a tylko pozornie (...)
Zadowalająca odpowiedź na postawione wyżej pytanie może brzmieć tylko tak:
Składający się z ciał S1 i S2 układ fizyczny nie wykazuje sam z siebie żadnej możliwej przyczyny, która mogłaby być powodem różnego zachowania ciał S1 i S2 . Przyczyna musi zatem leżeć poza tym systemem. Dochodzi się zatem do poglądu, że ogólne prawa ruchu, które tutaj określają kształt S1 i S2 muszą być takowe, że mechaniczne zachowanie S1 i S2 musi być całkiem znacząco warunkowana przez dalekie masy, których nie zaliczaliśmy do obserwowanego systemu. Te odległe masy (i ich względne ruchy w stosunku do obserwowanych ciał) należy zatem postrzegać jako nośnik zasadniczo obserwowalnych przyczyn dla różnego zachowania obserwowanych ciał; przejmują one (dalekie masy) rolę tej wymyślonej (sfingowanej) przyczyny R1".
Po odrzuceniu mechaniki Newtona jako możliwej, rzeczywistej przyczyny różnic kształtu S1 i S2 Einstein znów postrzega S1 i S2 jako jeden 'układ fizyczny'. Dalej Einstein wyrzuca za burtę wszystkie wstępne założenia całego eksperymentu i przywołuje znaczący wpływ "dalekich mas", które przecież z założenia wstępnego eksperymentu powinny być tak daleko, że wpływu mieć nie powinny. Ale jeśli już nawet 'za włosy' przyciągniemy na powrót do eksperymentu wpływ tych 'odległych mas', to narzuca sie pytanie:
-dlaczego te 'odległe masy' działają tylko na ciało S2 a nie na obydwa ciała?
Z założeń eksperymentu powinny się te 'odległe masy' znajdować w tej samej 'odległej' odległości od S1 co od S2, czyli powinny mieć na obydwa ciała ten sam wpływ, a mają różny.
Ciekawe w porównaniu tekstu Macha i Einsteina jest to, że Mach otwarcie pisze, że chodzi mu o newtonowską 'przestrzeń absolutną', która mu się nie podoba, i że on zaraz Newtona poprawi.
EM"Tak to jest jednak, jeśli od samego początku wyjdziemy od założenia absolutnej przestrzeni."
Po czym w ramach tego 'poprawiania' Mach wdaje się w te mocno zawiłe rozważania o wiadrze z rozrastającymi się ściankami, pisząc wcześniej o Ptolemeuszu i Koperniku:
EM "Względne ruchy są te same (...) Obydwa wyobrażenia są też jednakowo prawidłowe, tylko to ostatnie jest prostsze i praktyczniejsze."(...)
Einstein natomiast nie używa we wstępie jak i też w tekście Podstawa 'Ogólnej Teorii Względności' pojęcia 'przestrzeń absolutna'. Einstein odnosi się w jego rozważaniach o rotacji ciał S1 i S2 do całej mechaniki Newtona.
Jest rzeczą zupełnie niezrozumiałą, dlaczego Einstein nie stosuje w tym eksperymencie (S1,S2) jego własnej(!) zasady rozumowania
AE "Wszystko powinno być proste, na ile to możliwe, ale nie bardziej"
i nie przyjmuje do wiadomości, że jedno z ciał wiruje, a drugie nie. Koniec, kropka. Zamiast tego Einstein pisze :
AE "...układ fizyczny (S1 i S2) nie wykazuje sam z siebie żadnej możliwej przyczyny, która mogłaby być powodem różnego zachowania ciał S1 i S2 ..."
i snuje jego karkołomne rozważania o 'odległych masach'. Nie wspominając, albo zapominając o tym, że jego dwa ciała połączone prostą, w pustym nawet Universum wprowadzają już orientację przestrzenną tegoż Universum. Jesteśmy zatem w stanie poprowadzić dowolną prostą prostopadłą do prostej S1-S2 w punkcie S2 i rozważyć rotację ciała S2 wokół tej prostej prostopadłej.
W tym momencie S2 stwierdza, że S1 dołączył do wrażego spisku 'odległych mas' i dlatego zarzuca mu 'zdalny, wraży wpływ' na jego (S2) kształt. Na co S1 odpowiada:
-"Odczep się! U mnie jest wszystko tak jak było, jestem okrąglutki jak zawsze. To ty się kręcisz inaczej i widzę, że Cię w drugą stronę spłaszczyło"
Dalsza analiza tego eksperymentu myślowego Alberta Einsteina nie posunie nas teoriopoznawczo dalej, dlatego zakończę ją w tym miejscu. Przejdźmy zatem teraz do uwag nieco ogólniejszej natury.
Jak już wcześniej pisałem, z atmosfery tekstu "Wiadro Newtona" można wnosić, że Mach pisał go (tekst) wychodząc z przekonania: "a co to ja gorszy od Newtona, moje trzy grosze też mam i wtrącić mogę". Jak pomyślał, tak napisał.
W najwyższym stopniu zastanawiający jest jednak fakt, że 33 lata później Albert Einstein nie dostrzega całej tej wielowarstwowej złożoności, niedopowiedzeń i sprzeczności tekstu Macha. Weźmy chociaż pod uwagę dwa wiadra Newtona wirujące w przeciwną stronę. Co na to wtedy te 'odległe masy'?.
Mówimy tutaj o dość odległych czasach, stąd trudno wyrokować, jaka to była wtedy atmosfera i 'zaszłości' w kręgach naukowych między znaczącymi nazwiskami tamtych czasów. Nie mniej jednak, czytając oryginalny tekst Einsteina o ruchu obrotowym, można odnieść wrażenie, że pisał on go z jakąś zadrą typu: "...a co mi tu będzie Mach machał wiadrem Newtona przed nosem. To trzeba załatwić porządnie, relatywistycznie...". Jak pomyślał, tak napisał.
AE"...Jest zatem jasne, że mechanika newtonowska wymogu przyczynowości nie spełnia rzeczywiście, a tylko pozornie przez to, że odpowiedzialnością za obserwowane, różne zachowanie ciał S1 i S2 obarcza zmyśloną (sfingowaną) przyczynę R1.
Tym jednym, jedynym zdaniem Albert Einstein uwiązał u nóg fizyki ogromny głaz, od którego po prawie stu latach nie jest ona w stanie się uwolnić. O ile, jak wieść niesie, w OTW Einstein od zasady Macha kiedyś tam się zdystansował, to geofizyka, planetologia i astrofizyka leżą ciągle przywalone tym głazem 'pozornych sił' i ledwo dyszą.
Ale to jest temat do następnych tekstów.
Pozdrawiam
