20 Istorija fizike.pdf

Dr Miroslav Kuka

ISTORIJA FIZIKE

MMVII

PREDGOVOR

Zna~ajniji napredak u poku{ajima da se shvati priroda i utvrde njene op{te zako-nitosti zapo~elo je u doba anti~ke gr~ke civilizacije, oko 600 god. pre na{e ere. Epo-ha velikih gr~kih filozofa (Platona, Aristotela, Heraklita, Demokrita i dr.) trajala jepola milenijuma. Najve}i uticaj na razvoj znanja o prirodi imao je u to vreme Ari-stotel (384322. pre n. e.). Jedan od njegovih na~ina mi{ljenja je (izvo|enje op-{tih zaklju~aka iz pojedina~nih ~injenica).

Ovakvi zahtevi za unutra{njom uskla|eno{}u doprineli su sna`nom razvoju ma-tematike, filozofije i umetnosti, dok su za znanja o prirodi bili ko~nica napretka. Za-ostajanje nauke o fizi~kim pojavama posledica je i potcenjivanja eksperimentalnograda, za koji se tada smatralo da je manuelna, a ne intelektualna delatnost, dakle, ak-tivnost niè vrste. Zbog nipoda{tavanja eksperimenta i favorizovanja ~istog ra-su|ivanja, anti~ka gr~ka nauka o prirodi ostavila je malo rezultata trajne vredno-sti. Od mnogobrojnih mislilaca toga doba, jedan od retkih koji je dao rezultate bioje Arhimed. On je prvi koristio matematiku u opisu pojava koje je prou~avao, ot-krio je zakone plivanja tela i primenjivao ih u re{avanju prakti~nih problema.

Civilizacija starog Rima, koja je smenila gr~ku, kao i kasnija, arapska civiliza-cija, nisu znatnije doprinele poznavanju fizi~kih pojava. Uzrok tome bilo je jedno-strano interesovanje za prakti~nu primenu znanja. Iz tih epoha trag su ostavili samoKlaudije Ptolomej (II vek) i arapski nau~nik Alhazen (IX vek), i to u astronomi-ji, matematici i optici.

U srednjem veku, vladaju}e crkveno u~enje uzdiglo je Aristotela do najve}egnau~nog autoriteta, {to je imalo za posledicu produètak zastoja u razvoju znanja ofizi~kim pojavama. Osloba|anju od vladavine aristotelovskih zabluda, do ~ega jedo{lo u doba renesanse, pomogla je pojava radova Kopernika, Keplera, Galileja iNjutna, a u velikoj meri doprinela su i u~enja engleskih filozofa najvi{e RodèraBekona (12101294). U svojim delima on je zasnovao i razradio eksperimentalnumetodu istraìvanja. Prvi koristi re~ zakon u vezi sa prirodnim pojavama. Tu re~

su, ina~e, upotrebljavali teolozi u zna~enju bo`je nare|enje. Ovo teolo{ko zna~e-nje ostavilo je traga u terminologiji: jo{ i danas se ~esto pi{e i govori da se neka po-java pokorava tom i tom zakonu, da u prirodi vladaju takvi i takvi zakoni, iakovi{e ne mislimo da je te zakone prirodi nametnuo njen stvoritelj (ili bar neki od nastako ne misle).

Istorija fizike kao egzaktne nauke zapo~inje tek u XVII veku radovima italijan-skog nau~nika Galileja. U prou~avanju kretanja i drugih pojava, on je prvi koristioeksperiment i merenja, na osnovu kojih je analizom otkrivao zakone. Neposredninastavlja~ Galilejevog pionirskog rada bio je Isak Njutn, koji je dao jedan od naj-ve}ih doprinosa fizici u raznim njenim oblastima. Radovima Njutna i njegovihmnogobrojnih savremenika u XVIII veku zapo~eo je bujni razvoj fizike, koji trajebez prekida sve do na{ih dana.

[ta jo{ predstavlja karakter fizike, ~ime se ona bavi i kako se razvijala?Is~itavaju}i sadr`aje ove knjige mo`ete i sami da date odgovor na ovo pitanje.

Autor

SADR@AJ

Predgovor1. Fizi~ari koje ne mo`emo da zaboravimo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72. [ta je nauka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223. Razvoj fizike . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.1 Atomistika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.2 Razvoj radioaktivnosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.3 Razvoj nuklearne fizike . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333.4 Hronologija dualizma prostorno vremenskog definisanja

od klasi~ne do kvantne mehanike . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.4.1 Algoritam intuitivne kritike postoje}eg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.4.2 Inercijalne osobine tela u klasi{noj mehanici . . . . . . . . . . . . . . . 393.4.3 Prostorno - vremenski odnosi u Njutnovoj mehanici . . . . . . . . . 413.4.4 Komparativno korelativni stavovi o prostoru i vremenu

od Bo{kovi}a do Ajn{tajna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424. Gnoseologija primene modela u savremenoj fizici . . . . . . . . . . . . . . . 50

4.1 Razvoj pojma modela u fizici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504.2 Aspekti vizuelizacije modela u fizici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504.3 Makromodeli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524.4 Mikromodeli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544.5 Matemati~ko simboli~ki modeli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5. Osnovne metode saznanja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595.1 Racionalisti~ka metoda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595.2 Empiristi~ka metoda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615.3 Aksiomatska metoda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635.4 Statisti~ka metoda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

6. Nau~ni zakon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677. Fizi~ari nobelovci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

LiteraturaPregled objavljenih knjigaKomentari iz {tampe

veno je da radioaktivni elementi podleù spontanoj transformaciji iz jednog atomau drugi i da ove promene prati radioaktivno zra~enje, zatim da je radioaktivni pro-ces unutra{nja promena atoma na koji se ne moè uticati ni temperaturom, ni pri-tiskom, ni hemijskim sredstvima niti pak elektri~nim i magnetnim poljem. Trebaovde imati na umu da u to vreme, po~etkom XX veka, nije postojala ideja o atom-skom jezgru, pa prema tome ni pojava radioaktivnosti se nije u to vreme mogla po-vezati sa tim da je radioaktivnost posledica promena koje se de{avaju u atomu. Ve}1903. godine bilo je poznato da svi elementi koji su u prirodi, a ve}eg su rednogbroja od 83, tj. u Periodnom sistemu elemenata su iza bizmuta, pokazuju pojavuradioaktivnosti. Kasnije je ustanovljeno da oni pripadaju nizovima uzastopnih ras-pada, i svi elementi u jednom takvom nizu radioaktivnih promena ~ine radioak-tivnu porodicu, familiju ili radioaktivni niz. Prirodni radioaktivni elementi sakraja periodnog sistema mogu se svrstati u tri radioaktivna niza. Sem ovih najte-ìh elemenata, i mnogi drugi, sa manjim rednim brojevima u Periodnom sistemu,pokazuju izvesnu radioaktivnost. Jo{ 1906. godine se znalo da slabu beta - radio-aktivnost pokazuju elementi kalijum i rubidijum. Radioaktivnost elementa samari-juma otkrivena je 1932. godine a kasnije je otkrivena radioaktivnost i niza drugihelemenata. Dodu{e, nisu svi izotopi jednog atoma radioaktivni nego samo neki.Sve do 1934. godine ispitivane su samo prirodne radioaktivne supstance. Te godi-ne su Irena Kiri (}erka Marije Kiri) i Frederik @olio otkrili da bor, aluminijum imagnezijum mogu postati radioaktivni ako se bombarduju alfa - zracima poloniju-ma i pojavu nazvali ve{ta~ka radioaktivnost. Danas je poznato vi{e od 2000 ve-{ta~ki dobijenih radioaktivnih izotopa. Za svaki element Periodnog sistema poznatje bar jedan radioaktivni izotop, dok neki elementi imaju i vi{e od 20 ve{ta~kih ra-dioaktivnih izotopa.

3.3 RAZVOJ NUKLEARNE FIZIKE

Nuklearna fizika je deo fizike koji obuhvata prou~avanje gra|e, strukture iprocesa u atomskom jezgru. Njen razvoj po~inje 1911. godine kada je Radefordna osnovu prou~avanja prolaska alfa - ~estica zaklju~io da u atomu postoji pozitiv-no naelektrisano atomsko jezgro, koje zauzima neobi~no mali deo zapremine ato-ma. Atomsko jezgro manje je od pre~nika atoma za vi{e od 10000 puta, ali je ipaku njemu koncentrisana celokupna masa atoma. Ovaj centralni deo atoma jezgro,ili kako je nazvano nukleus, predmet je prou~avanja fizi~ara ve} pun jedan vek.Po nazivu nukleus je i oblast fizi~kih nauka koja prou~ava atomsko jezgro dobila

ISTORIJA FIZIKE33

ISTORIJA JE ESENCIJA BEZBROJNIH BIOGRAFIJA

naziv nuklearna fizika. U prvo vreme posle otkri}a atomskog jezgra nuklearna fi-zika je bila u sklopu atomistike ali se kasnije kada je ustanovljeno da su pojave ra-dioaktivnosti posledica procesa u atomskom jezgru, po~ela diferencirati kao pose-ban deo fizike, odnosno atomistike - nauke o atomima. Ovome razdvajanju dopri-nelo je i saznanje da je atom kao celina sastavljen iz pozitivno naelektrisanog je-zgra i negativno naelektrisanog elektronskog omota~a (Borova teorija atoma),koji iako sa~injavaju atom kao jedan sistem, imaju svoja specifi~na svojstva. Sto-ga se danas pravi razlika izme|u atomske fizike, koja obuhvata prou~avanje struk-ture spolja{njeg, tj. elektronskog omota~a atoma, i nuklearne fizike ili fizike je-zgra, koja se bavi ispitivanjem strukture jezgra, njegovih elementarnih ~estica,prou~avanjem nukleaenih reakcija i proizvo|enjem nuklearne energije. Odavno suse iz nuklearne fizike razvile posebne discipline, i to fizika elementarnih ~estica,koja obuhvata prou~avanje gra|e i strukture, kao i odnosa me|u elementarnim ~e-sticama koje ~ine samo atomsko jezgro, i primenjena nuklearna fizika, koja se ba-vi aplikacijom energije atomskog jezgra. Po otkri}u atomskog jezgra, u fizici jedominiralo pitanje njegovog sastava. Naime, bilo je poznato da prema Periodnomsistemu elemenata treba o~ekivati da u prirodi postoje 92 razli~ite atomske vrste,ali je bilo te{ko pretpostaviti da svaka od ovih vrsta atoma (elemenata) predstavljai posebnu elementarnu ~esticu. Zbog toga je pronalazak izotopa 1912. godine odstrane engleskog fizi~ara Tomsona uneo nov podstrek prou~avanju atomskog je-zgra. Otkri}e izotopa je pokazalo da su atomske mase atoma gotovo jednake celomumno{ku najlak{eg atoma, tj. vodonikovog atoma, {to je ponovo aktueliziralo Pra-utovu hipotezu iz 1815. godine prema kojoj su svi atomi izgra|eni od vodoniko-vih, tj. prema novijoj, tada{njoj verziji, sva atomska jezgra su izgra|ena od vodo-nikovog jezgra. Naime, jezgro vodonika ili proton bio bi uz elektron jedina ele-mentarna ~estica. S obzirom na elektroneutralnost vodonikovog atoma, jasno jeproizilazilo da je naelektrisanje protona jednako, ali suprotnog znaka, koje ima na-elektrisanje elektrona. Prema tome, i sva atomska jezgra mogla bi biti izgra|ena odprotona i elektrona, pri ~emu u jezgru elektroni kompenzuju vi{ak onog broja pro-tona koji je jednak razlici izme|u atomske mase jezgra i njegovog rednog broja.Ova ideja je i navela izvesne fizi~are da pretpostave da u atomskom jezgru posto-je neutralne ~estice koje su po masi jednake protonima iako su u prilog ~injenicida su jezgra sastavljena od protona i elektrona i{le pojava beta - radioaktivnosti izakon pomeranja pri emisiji beta - ~estica. Naime, znalo se da su beta - ~esticeelektroni koji se emituju iz atomskog jezgra prilikom beta - radioaktivnosti a istotako da se pri emisiji beta - ~estica od elementa roditelja dobija element potomakkoji je u Periodnom sistemu pomeren za jedno mesto udesno. Element potomak

RAZVOJ FIZIKERAZVOJ JE OSTVARENJE UTOPIJE

KUK A34

ima redni broj ve}i za jedinicu (radioaktivno raspadanje), {to zna~i da emisijomelektrona naelektrisanje njegovog jezgra poraste za jedan. Nekoliko godina kasni-je ustanovljeno je da se elektroni ne mogu nalaziti u jezgru nego da nastaju u je-zgru pre emisije. Sloènost jezgra kao dela atoma proizilazila je iz pojave radioak-tivnosti, za koju se u vreme otkri}a 1895. godine smatralo da je posledica pojavavezanih za atom a ne za jezgro, ~ije je postojanje otkriveno tek 1911. godine. Emi-sija alfa - ~estica i beta - ~estica, kojom prilikom atomska jezgra prelaze jedna udruga, predstavlja posledicu spontane nuklearne transformacije, ali ukazuje na slo-ènu strukturu atomskog jezgra. Bombarduju}i azot alfa - ~esticama engleski fizi-~ar Radeford je 1917. godine dobio kao produkt bombardovanja elemente kiseo-nik i vodonik. Ovim je ostvarena prva ve{ta~ka transformacija elemenata i na tajna~in u principu re{en problem kako da se jedan element pretvori u drugi. Tokomslede}ih godina izvr{en je veliki broj nuklearnih reakcija i u~injen veliki napredaku tehnici ubrzavanja raznih naelektrisanih ~estica kojima su se mogla bombardo-vati razli~ita atomska jezgra i ispitivati njihova svojstva, sastavni delovi i struktu-ra. Nuklearne reakcije koje se danas vr{e uz pomo} sna`nih akceleratora, osnovnisu na~in izu~avanja nuklearne strukture i nuklearnih sila. Me|utim kada je Rade-ford izveo svoju prvu nuklearnu reakciju, za izvo|enje takvih reakcija, stajali su naraspolaganju samo prirodni projektili, tj. alfa - ~estice koje se emituju iz prirodnihradioaktivnih elemenata, kojima je vr{eno bombardovanje razli~itih jezgara. Vr{e-}i oglede sa alfa - zracima kojima je bombardovan berilijum engleski fizi~ar êd-vik je otkrio neutrone, za koje se ve} ranije tragalo a koji su predstavljali elektri~-no neutralne ~estice ~ija je masa pribli`no jednaka masi protona. Na taj na~in je1932. godine otkrivena i druga elementarna ~estica koja ~ini gra|u atomskog je-zgra. Iste godine je nema~ki fizi~ar Hajzenberg postavio teoriju prema kojoj seatomsko jezgro sastoji od protona i neutrona. Broj protona u jezgru odre|uje nae-lektrisanje jezgra i redni broj elementa u Periodnom sistemu elemenata. Broj pro-tona u jezgru je stalan za jedan element i odre|uje njegova svojstva. Broj neutro-na kod jezgra jednog istog elementa ne mora biti stalan ali doprinosi masi atom-skog jezgra. Jezgra istog elementa koja se razlikuju samo u broju neutrona zovu seizotopna jezgra. Protoni i neutroni, kao ~estice koje izgra|uju atomsko jezgro, zo-vu se jednim imenom nukleoni. Dalji razvoj nuklearne fizike bio je usmeren naprou~avanje sila koje drè na okupu nukleone, a koje se zovu nuklearne sile. Pri-roda tih sila jo{ nije potpuno protuma~ena, ali se zna da su one izvanredno velikogintenziteta, privla~ne i kratkog dometa, a u su{tini su potpuno razli~ite od elektro-stati~kih, gravitacionih, elektromagnetnih ili hemijskih sila. Zbog svog pozitivnognaelektrisanja protoni se posmatraju}i elektrostati~ki, me|usobno odbijaju. Nukle-

ISTORIJA FIZIKE35


arne sile moraju biti dovoljno velikog intenziteta da kompenzuju to odbijanje i dau~ine jezgro kompaktnim sistemom. Po{to su neutroni elektroneutralne ~estice, ame|u njima dejstvuju nuklearne sile, to kod teìh atomskih jezgara, gde je brojprotona ve}i, ve}i je i broj neutrona koji svojim me|udejstvom kompenzuju elek-trostati~ko odbijanje protona. Time se moè protuma~iti zbog ~ega kod teìh je-zgara broj neutrona brè raste od broja protona. Dalji problem savremene nuklear-ne fizike je problem strukture atomskog jezgra, tj. na~in kako su nukleoni raspore-|eni u jezgru. Kao ni problem nuklearnih sila, tako ni problem strukture jezgra jo{nije re{en na zadovoljavaju}i na~in. U nedostatku teorija, kojima bi se mogao ob-jasniti raspored nukleona u jezgru, u nuklearnoj fizici se pribegava modelima naosnovu kojih se poku{avaju izra~unati i objasniti svojstva atomskih jezgara. Me|unajpoznatije modele atomskih jezgara spadaju model kapljice, koji su razradiliGamov 1930. godine i Bor 1936. godine, model kapljice (slojeva), koji je razra-dila Gepart - Majerova 1950. godine i kolektivni model (Bor 1953). Osim na-vedena tri modela jezgra, u nuklearnoj fizici su dati i drugi modeli jezgara, kao {tosu modeli Fermijevog gasa, opti~ki model i model alfa - ~estica. Poseban zna~aju razvoju nuklearne fizike ima otkri}e pojave fisije atomskog jezgra urana. Ovootkri}e u~injeno 1939. godine, ubrzo je dovelo do primene nuklearne energije (nu-klearni reaktori, atomska bomba) i do ekspanzije kori{}enja radioaktivnih izotopau svim oblastima ljudske delatnosti. Na rezultatima nuklearne fizike razvile su seposebne nau~ne discipline (radiogeologija, zdravstvena fizika, fizika reaktora,...),a ona je uticala i na na{a saznanja o strukturi zvezda, energiji koju one poseduju isli~no.

3.4 HRONOLOGIJA DUALIZMA PROSTORNO - VREMENSKOGDEFINISANJA OD KLASIÊ DO KVANTNE MEHANIKE

3.4.1 ALGORITAM INTUITIVNE KRITIKE POSTOJE]EG

ôvek je po prirodi sazdan tako da veruje da u procesu saznavanja u svakomtrenutku ima za sobom probleme koje samo radom i razmi{ljanjem uspeva da re{i,a pred sobom zadatak da re{i one probleme koje }e tek postaviti, zatim problemena ~ija pitanja nije jo{ uspeo dati odgovor, iako su mu pitanja jasna, i, najzad, pro-bleme o na~inu na koji bi uspeo da prinudi prirodu da nam kaè ono {to smo shva-tili razmi{ljanjem, a {to jo{ nismo eksperimentalno doìveli. ôvek, smisliv{i na-~in na koji uspeva da prinudi prirodu da mu kaè o onom {to je razmi{ljanjem za-


KUK A36

klju~io, biva neprijatno iznena|en ako mu priroda ne da o~ekivani odgovor. U pr-vom trenutku zbunjen, ~ovek ubrzo shvati da mu je priroda saop{tila nov podatako sebi. Tada on poku{ava da uskladi ono {to je ve} znao, s tim novim saznanjem.To, uglavnom, daje rezultat.

Ali ima slu~ajeva kada takvo uskla|ivanje ne uspeva. Za re{enje takvog pro-blema potrebna je pojava li~nosti velikog duha koja ima hrabrosti da rezultat ta-kvog eksperimenta shvati kao poruku prirode da nije sve u redu ni sa onim zaklju~-cima koje smo do tada smatrali sigurnim i koja ima snage da, menjaju}i sliku pri-rodne gra|e i u toj situaciji prona|e odgovor. Takav je slu~aj Maksa Planka i nje-gove kvantne teorije.

Ima i retkih pojedinaca koji, u nekom trenutku istorije nauke, intuitivno ne pri-hvataju tada{nja tuma~enja prirode. Kod takvog pojedinca postepeno sazreva, ugrubim crtama, slika prirode onakva kakvu on ose}a da mora biti, iako je ona u su-protnosti s onim {to je do tog trenutka u nauci priznato. Ako se tada pojavi ekspe-riment koji ru{i ono u {ta se do tada verovalo a u skladu je s njegovom intuicijom,on tada daje novu teoriju koja sliku prirode menja a ne dopunjuje. To je slu~aj Al-berta Ajn{tajna i njegove teorije relativnosti, a eksperiment koji je dao za pravonjegovoj intuiciji je Majkelson-Morlijev eksperiment.

Dakle, ~ovek u svojoj borbi da se prilagodi objektivnom svetu u kojem je i daga sazna, upoznaje ga i doìvljava. To {to je on svojim iskustvom, a ne nekim me-tafizi~kim spekulacijama (praznim umovanjem) shvatio, sigurno je objektivan sa-dràj pojava u prirodi. One su sigurno kauzalne. I zaista, nijedan razuman ~ovekne}e nikad mo}i shvatiti da se ne{to dogodilo samo od sebe, ~ak i onda kad se ne{-to dogodi iznenada, kad povod za to nije uo~ljiv. On }e se uvek pitati: Za{to se ovoili ono dogodilo, ili [ta je dovelo do toga da se pojavi ovakav tok stvari u nekomrazvoju. Kad to ne bismo prihvatili kao osnovu na{eg saznavanja, onda bismo biliprepu{teni na milost i nemilost nepredvidljivih uticaja.

U toku evolucije ~ovek se razvijao prilago|avanjem uslovima sredine, koji suobjektivno dati i u odre|enoj meri uslovljeni, pa je, prema tome, neka namenskatendencija razvoja njegovih senzorskih organa (~ula) uvek prisutna. Istina, svojimrazumom ~ovek nije samo pasivni u~esnik razvoja, ve} se on u odre|enim grani-cama trudi, i to uspe{no, da ne{to u toj prvobitno datoj okolini svesno promeni, dauti~e na nju, da je donekle savlada i upravlja njome. Sve to je nezamislivo, ako sene poznaju uzroci od kojih zavisi dalji tok pojave.

Osim toga, kad je re~ o uzroku, nau~no gledano, nije ni nu`no traìti neko od-re|ivanje su{tine i prirode uzroka, ve} samo utvrditi njegovo nepobitno postojatei na~in manifestovanja. To zna~i, nije nu`no traìti metafizi~ki supstrat (sadràj).

ISTORIJA FIZIKE37


Ono metafizi~ki ukazuje na to da se ide izvan okvira mogu}nosti prirodnonau~-nog tuma~enja. Nije, na primer, bitno {ta je gravitacija po svojoj prirodi, odnosnoza{to se ona javlja, kad znamo da se javlja i kad znamo da je njen izvor u masama,i najzad, kad znamo kako se manifestuje u prirodi. Na primer, svako slobodno te-lo pada prema Zemlji i mi znamo da je to stoga {to ga privla~i Zemljina teà (gra-vitacija). Za nas je va`no utvrditi ovu silu i na~in njenog dejstva, a ostalo je manjeva`no.

Za sve oko nas mi traìmo poreklo uzroke motive. Pitamo se za{to se ne-ko razboleo i ne pada nam na um da se to moglo dogoditi bez ikakvog razloga. Pi-tamo se za{to Sunce izlazi na istoku i zalazi na zapadu; za{to se neki predmeti to-pe pri zagrevanju; za{to voda isparava; traìmo motive krivi~nog dela itd. Kako biizgledalo, na primer, da na{e li~ne odluke ni~im ne budu uslovljene kad ne bi bi-lo motiva kad bi postojala, kako neki idelisti~ki filozofi kaù, slobodna volja,onda bi ~itavo sudstvo bilo vi{e-manje suvi{no.

Svaki prekr{ilac zakona bio bi svesni apsolutni krivac i kao takav morao bi bi-ti ka`njavan najteìm kaznama. Mi smo, me|utim, svesni, i to duboko, da su i na-{e li~ne odluke uslovljene i da za njih postoje razni uzroci. Ni nau~nici ne moguni{ta da zapo~nu slobodnom voljom. Svi postupci i odluke imaju neke odre|eneuzroke i motive, pa bilo da su oni svesni ili podsvesni.

Pretpostavlja se da se u tom procesu promena i zbivanja, na neki na~in uvekmoè utvrditi {ta je nekoj pojavi, nekom doga|aju, prethodilo, {ta je njihov uzrok.U traènju povoda nekom doga|aju, osim posmatranja i merenja, sluìmo se eks-perimentima, pa i kotemplacijom, da bismo mogli identifikovati sve pojave koje semenjaju. Pri tome se pretpostavlja da isti uzroci, pri istim uslovima, proizvode isteposledice (u svako vreme i na svakom mestu). Daleko bismo oti{li razmatraju}i irazmi{ljaju}i o tome do kojih granica se, na primer, neki ogled moè reproduko-vati. Pored toga, znamo da su na{a merenja samo do izvesne granice ta~na, ali seu nauci pod ta~nim, po pravilu, podrazumeva sve ono {to je dovoljno ta~no za od-re|ene svrhe, pa se tako kao ta~nim zadovoljavamo merenjima koja malo i odstu-paju od ta~nosti, samo ako bitno ne uti~u na traèni rezutat.

Filozof, D. Bom (Bohm) u vezi sa pitanjem kauzalnosti prirodnih pojava u fi-zici u svom delu Kauzalnost i slu~aj u savremenoj fizici (Causalty and chancein modern physics, 1957), kaè:

U prirodi ni{ta ne ostaje nepromenjeno. Sve se nalazi u ve~itom stanju pre-tvaranja, kretanja i promena. Pri tome otkrivamo da ni{ta ne proisti~e prosto ni iz~ega a da mu ni{ta nije prethodilo. Isto tako, ni{ta ne moè ni nestati bez ikakvogtraga, u smislu da ne izaziva ni{ta {to postoji kasnije. Op{ta karakteristika sveta


KUK A38

moè se izraziti jednim principom koji obuhvata ogromnu oblast iskustva raznihvrsta, koja nisu nikad bila opovrgnuta ni nekim posmatranjem ni nekim ogledom,bilo nau~nim, bilo nekim drugim; svaka stvar proisti~e iz drugih stvari i sa svojestrane izaziva druge stvari.

3.4.2 INERCIJALNE OSOBINE TELA U KLASI^NOJ MEHANICI

Za razumevanje zna~aja koji prostor i vreme imaju pri formulisanju fizi~kihzakona, veoma je va`no razumeti prirodu inercijalnih osobina tela. Da bismo tou~inili, razmotri}emo ukratko principe klasi~ne mehanike, prve teorije u kojoj jena~injen poku{aj da se ove osobine shvate.

Osnovni zakoni klasi~ne mehanike su Njutnovi zakoni: telo se kre}e bez ubrzanja ako na njega ne deluje nikakva sila (zakon iner-

cije);

ubrzanje tela srazmerno je sili koja deluje na njega;

pri interakciji dva tela, sila kojom jedno telo deluje na drugo jednaka je pointenzitetu sili kojom ovo drugo telo deluje ne prvo, ali je suprotno usme-rena.

U prva dva zakona figuri{e pojam ubrzanja, koji je definisan samo u odnosuna neki referentni sistem. Zato se ovi zakoni moraju dopuniti iskazom da postojibar jedan referentni sistem u kome oni vaè. Ubrzanje, kao i sila, ima istu vrednostu dva referentna sistema, koji se jedan u odnosu na drugi kre}u konstantnom brzi-nom. Stoga sledi da postoji ~itava klasa referentnih sistema (koji se jedan u odno-su na drugi kre}u konstantnom brzinom) u kojima vaè Njutnovi zakoni. Ovi siste-mi nazivaju se Inercijalni referentni sistemi. Zakoni mehanike su, dakle, istogoblika u svim inercijalnim sistemima (Galilejev princip relativnosti).

Sa gledi{ta eksperimentalnog odre|ivanja, inercijalni sistem se moè definisa-ti kao onaj sistem u kome se telo na koje ne deluje nikakva sila, kre}e bez ubrza-nja, tj. u kome vaì zakon inercije. Da bismo osigurali da na telo ne deluje nika-kva sila, treba ga dovoljno udaljiti od svih drugih tela.

Ako neki posmatra~ uo~i odstupanje od Njutnovih zakona, to bi zna~ilo da jenjegov referentni sistem ubrzan u odnosu na inercijalni sistem. Ova odstupanja seogledaju u pojavljivanju dopunskih inercijalnih sila koje deluju na telo u neinerci-jalnom sistemu, a koje nisu uzrokovane interakcijom sa drugim telima. Tako npr.posmatra~, koji se nalazi na disku koji rotira u odnosu na inercijalni sistem, ose}adelovanje sile koja ga gura ka periferiji diska. Inercijalne sile se, dakle, u klasi~-

ISTORIJA FIZIKE39


/ColorImageDict > /JPEG2000ColorACSImageDict > /JPEG2000ColorImageDict > /AntiAliasGrayImages false /CropGrayImages true /GrayImageMinResolution 300 /GrayImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth -1 /GrayImageMinDownsampleDepth 2 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict > /GrayImageDict > /JPEG2000GrayACSImageDict > /JPEG2000GrayImageDict > /AntiAliasMonoImages false /CropMonoImages true /MonoImageMinResolution 1200 /MonoImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict > /AllowPSXObjects false /CheckCompliance [ /None ] /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile () /PDFXOutputConditionIdentifier () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName () /PDFXTrapped /False

/Description > /Namespace [ (Adobe) (Common) (1.0) ] /OtherNamespaces [ > /FormElements false /GenerateStructure true /IncludeBookmarks false /IncludeHyperlinks false /IncludeInteractive false /IncludeLayers false /IncludeProfiles true /MultimediaHandling /UseObjectSettings /Namespace [ (Adobe) (CreativeSuite) (2.0) ] /PDFXOutputIntentProfileSelector /NA /PreserveEditing true /UntaggedCMYKHandling /LeaveUntagged /UntaggedRGBHandling /LeaveUntagged /UseDocumentBleed false >> ]>> setdistillerparams> setpagedevice

Documents

20 Istorija fizike.pdf