Simonyi Károly

A fizika kultúrtörténete a kezdetektől a huszadik század végéig


Az első variációs elv a mechanikában: Maupertuis

A mechanika törvényeinek extremális elv alakjában való megfogalmazása jellegében eltér a newtoni megfogalmazástól. A newtoni mozgásegyenletek – akár az eredeti megfogalmazást, akár az Euler által adott modern megfogalmazást nézzük – a kinematikai jellemzőket, tehát a gyorsulást és a környezet által jellemzett erőhatást egy adott térbeli pontban egy adott időpillanatban hozzák egymással kapcsolatba. Ugyanakkor az extremális elv a mozgás egész lefolyásának időtartamát veszi figyelembe, pontosabban egy tetszés szerinti hely- és időpont és egy tetszés szerinti későbbi időpont közötti pálya egészét vizsgálja, és ezen pályával kapcsolatosan állít fel követelményt. Az ilyen típusú elvben tehát burkoltan benne van az a feltevés, vagy helyesebben az az elképzelés, hogy a pálya indulószakaszán a test már szinte tudja, hogy neki úgy kell mozognia, hogy a majdan befutandó pálya egészére vonatkozóan mozgásával bizonyos minimum- vagy maximumkövetelménynek tegyen eleget. Az ilyen típusú elvekbe tehát valamilyen módon beleérezhető a cél– ok elavult fogalma, és ugyanakkor ezen célt ésszerűen kitűző magasabbrendű szellem tevékenysége. A Maupertuis-elv azért is érdekes, mert Maupertuis valóban egy ilyen jellegű metafizikai felfogás alapján (4.2-4 idézet) igyekezett elvét megindokolni. Ezen elv története beszédes példája lehet azon kacskaringós utaknak, amellyel az emberi elme végül is az igazság felismeréséhez eljut. Nemcsak a metafizikai háttér volt Maupertuis-nál teljesen hamis, már megjelenésekor elavultnak tekintett és éppen ezért élesen támadott (4.2-5 idézet), hanem az a fizikai tétel, amelyet alapul vett, szintén hamis volt. Maupertuis ugyanis – mint ahogy cikkének címe is mutatja: Accord de différentes lois de la Nature qui avaient jusqu’ici paru incompatibles, vagyis A természet különböző törvényeinek összeegyeztetése, amelyek eddig összeférhetetlennek látszottakFermat minimálelvét akarta összeegyeztetni azzal az akkor általánosan elterjedt – Descartes-ig visszanyúló és Newton által is vallott – felfogással, hogy a fény terjedési sebessége a sűrű közegben nagyobb, mint a ritkább közegben. Láttuk a 3.5 fejezetben, hogy Fermat a törés törvényét abból a megfontolásból vezette le, hogy a fény egyik pontból a másik pontba a legrövidebb idő alatt igyekszik eljutni. A helyes törési törvényhez tehát úgy jutott, hogy – igen helyesen – a fény terjedési sebességét a sűrűbb közegben kisebbre vette, mint a ritkább közegben. Maupertuis a következőképpen akarta összeegyeztetni Fermat elvét az általa helyesnek hitt sebességfelfogással. Ha azt vizsgáljuk – érvel Maupertuis –, hogy egy mozgás folyamán a természet mire törekszik (hétköznapian fogalmazva: mivel akar takarékoskodni), akkor első pillanatban arra gondolhatunk, hogy a természet a legrövidebb út befutására törekszik. Ez a helyzet valóban akkor, amikor a fény homogén közegben terjed vagy akár a tükrökön való visszaverődés esetében is. Fermat ezzel szemben azt álllítja – mondja Maupertuis –, hogy a töréstörvény levezetéséhez a természet olyan mozgást választ ki, amely a legrövidebb idő alatti befutást teszi lehetővé. Nyilvánvaló, a természet itt eltér a legrövidebb út elvétől. Mi oka lenne a természetnek – folytatja a meggondolást Maupertuis –, hogy ilyen aszimmetriát hozzon be, és előnyben részesítse a legrövidebb időt a legrövidebb úttal szemben? Nyilvánvaló, hogy egyik elképzelés sem helyes. A természet a mozgásnál arra törekszik, hogy a hatás legyen a legkisebb. A hatás fogalmát Maupertuis úgy definiálja, hogy az egyenlő az útnak és a sebességnek a szorzatával. Így ha a 4.2-9 ábra szerint a törés törvényét nézzük, akkor a teljes hatást a kezdőponttól a végpontig az

A fizika kultúrtörténete a kezdetektől a huszadik század végéig

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2020

ISBN: 978 963 454 490 6

A magyar természettudományos könyvkiadás talán legjelentősebb műve most először jelenik meg a legendás szerző által megalkotott teljességében. A 2001-ben elhunyt Simonyi Károly legutoljára egy német kiadás számára dolgozott könyvén, s az ekkor keletkezett szakaszok, amelyek a XX. század utolsó évtizedét is átfogják, csak most jutnak el a hazai olvasókhoz. A fizika kultúrtörténete az emberi gondolkodással egyidős tudományág fejlődését mutatja be a kezdetektől napjainkig. Az izgalmas történetet a fontos mérföldköveket jelentő kísérletek, elméletek és bizonyítások könnyen érthető leírásán túl a fizikával sokszor szorosan összefonódva kibontakozó egyetemes bölcselet és művészet alkotásaiból választott szemelvények illusztrálják. A könyv tanúsága szerint egy-egy jelentős természettudományos felismerés ugyanakkora teljesítmény és a civilizáció ugyanolyan ünnepe, mint a kultúra vagy művészet bármely közismert, nevezetes alkotása. Mindkettő egy tőről, az emberi zsenialitásból fakad. A mű népszerűségét éppen az adja, hogy befogadásához nem kell túlzottan sok fizikai ismeret, így mindenki, aki a kultúra értékei iránt fogékony, értékes olvasmányként forgathatja.

Hivatkozás: https://mersz.hu/simonyi-a-fizika-kulturtortenete//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave