1049, Big Pack Books txt, 1-5000
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
CHARAKTERPRAWFIZYCZNYCHDotychczas ukaza�y si�:Sze�� �atwych kawa�k�wSens tego wszystkiegoSze�� trudniejszych kawa�k�wW przygotowaniu:QED. Osobliwa teoria �wiat�a i materiiRichard P. FeymnanCHARAKTERPRAWFIZYCZNYCHPrze�o�y�Piotr AmsterdamskiP�-oszy^sl<i i S-kaWarszawa 2000Tytu� orygina�u angielskiegoTHE CHARACTER OF PHYSICAL LAWCopyright (c) Richard P. Feynman, 1965Introduction copyright (c) Pau� Davies, 1992Ali rights reservedProjekt ok�adkiDorota OstaszewskaZdj�cie na ok�adce za zgod�Arehiyes, Califomia Institute of TechnologyISBN 83-7180-876-3WydawcaPr�szyiiski i S-ka SAul. Gara�owa 7, 02-651 WarszawaDruk i oprawaDrukarnia Wydawniczaim. W. L. Anczyca SAul. Wadowicka 830-415 Krak�wSpis rzeczyWprowadzenie1. Prawo powszechnego ci��enia- przyk�ad prawa fizycznego2. Zwi�zek mi�dzy matematyk� i fizyk�3. Wielkie zasady zachowania4. Symetria praw fizycznych5. Rozr�nienie przesz�o�ci i przysz�o�ci6. Prawdopodobie�stwo i niepewno��- kwantowa teoria natury7. Poszukiwania nowych prawWprowadzenieW�r�d historyk�w nauki bardzo modne s� dzi� rozwa�ania natemat znaczenia rewolucji naukowych. Ka�da rewolucja jestdzie�em grupy geniuszy, kobiet i m�czyzn, kt�rzy moc� swejinteligencji i wyobra�ni zmuszaj� innych uczonych do odrzu-cenia starych przes�d�w i przyj�cia nieznanych, nowych kon-cepcji. Sam geniusz bywa przedmiotem bada�, natomiastmniejsz� wag� przywi�zuje si� zazwyczaj do czego�, co mo�-na by nazwa� stylem, cho� zmiany stylu pracy miewaj� r�wniedu�y wp�yw na rozw�j nauki, jak tak zwany geniusz.Richard Feynman wyr�nia� si� zar�wno geniuszem, jaki niekonwencjonalnym stylem. Urodzi� si� w 1918 roku, zbytp�no, �eby wzi�� udzia� w Z�otym Wieku fizyki, kiedy to w ci�-gu pierwszych trzydziestu lat XX stulecia dwie rewolucyjne teo-rie, teo�a wzgl�dno�ci oraz mechanika kwantowa, ca�kowiciezmieni�y nasz obraz �wiata. Te prze�omowe odkrycia stanowi�yfundament, na kt�rym wzniesiono gmach nazywany dzi� Now�Fizyk�. Feynman rozpocz�� badania naukowe, gdy te fundamen-ty by�y ju� gotowe, i przyczyni� si� do rozbudowy "parteru". Jegoprace dotyczy�y niemal wszystkich dziedzin fizyki i wywar�y wiel-ki wp�yw na spos�b, w jaki fizycy my�l� dzi� o Wszech�wiecie.Feynman zdoby� s�aw� swoimi pracami na temat cz�stekelementarnych, zw�aszcza w dziedzinie elektrodynamiki kwan-towej (QED). W istocie to w�a�nie pr�by rozwi�zania pew-nych zagadnie� elektrodynamicznych doprowadzi�y do po-wstania mechaniki kwantowej. W 1900 roku niemiecki fizykMax Pianek wysun�� hipotez�, �e w oddzia�ywaniach z mate-ri� promieniowanie elektromagnetyczne, w tym r�wnie� �wiat-�o, kt�re wcze�niej uwa�ano za fale, zachowuje si� tak, jakbysi� sk�ada�o z niewielkich porcji energii, czyli w�a�nie kwant�w.8 Charakter praw fizycznychTe kwanty nazwano fotonami. Na pocz�tku lat trzydziestychtw�rcy mechaniki kwantowej opracowali matematyczn� teo-ri�, opisuj�c� emisj� i absorpcj� foton�w przez cz�stki na�ado-wane elektrycznie, na przyk�ad elektrony. Cho� elektrodynami-ka kwantowa w swej pierwotnej postaci osi�gn�a pewnesukcesy, jej niedostatki byty oczywiste dla wszystkich. Pod ko-niec lat czterdziestych to w�a�nie m�ody Feynman zaj�� si�opracowaniem sp�jnej elektrodynamiki kwantowej.Zadanie to wymaga�o stworzenia teorii zgodnej nie tylkoz zasadami mechaniki kwantowej, ale r�wnie� ze szczeg�ln�teori� wzgl�dno�ci. Te dwie teorie maj� posta� skomplikowa-nych uk�ad�w r�wna�, kt�re rzeczywi�cie mo�na ze sob� po-godzi� i skonstruowa� zadowalaj�c� elektrodynamik� kwanto-w�. Rozwi�zanie tego problemu by�o jednak trudnymzadaniem, wymagaj�cym ogromnej zr�czno�ci matematycz-nej. Takie podej�cie zastosowali inni fizycy, pracuj�cy w tymsamym okresie. Feynman natomiast poszed� drog� bardziejradykaln�, tak radykaln�, �e dzi�ki niej by� w stanie natych-miast poda� odpowied� na niemal ka�de pytanie fizyczne, nierozwi�zuj�c przy tym r�wna�!Aby sobie u�atwi� takie nadzwyczajne tryumfy intuicji,Feynman wynalaz� prosty system diagram�w. S�ynne diagra-my Feynmana stanowi� symboliczny, a zarazem heurystycznyspos�b przedstawiania przebiegu oddzia�ywa� mi�dzy elek-tronami, fotonami i innymi cz�stkami elementarnymi. Obec-nie diagramy Feynmana stosowane s� rutynowo w wielu r�-nych obliczeniach, ale na pocz�tku lat pi��dziesi�tychstanowi�y zaskakuj�ce odej�cie od tradycyjnych metod upra-wiania fizyki teoretycznej.Sformu�owanie sp�jnej elektrodynamiki kwantowej stano-wi�o milowy krok w rozwoju fizyki, ale wspominam o nim tu-taj przede wszystkim dlatego, �eby ukaza�, na czym polega�charakterystyczny styl Feynmana, kt�ry w okresie powojen-nym przyni�s� rozwi�zania wielu problem�w z r�nych dzie-dzin fizyki.Styl Feynmana najlepiej mo�na okre�li� jako mieszanin�poszanowania i lekcewa�enia konwencjonalnych prawd. Fizy-Przedmowa 9ka to nauka �cis�a i �aden fizyk nie mo�e po prostu pomin��zgromadzonej wiedzy, nawet gdyby nie by�a ona kompletna.Feynman ju� w m�odym wieku doskonale opanowa� znane za-sady fizyki i p�niej zajmowa� si� niemal wy��cznie problema-mi konwencjonalnymi. Nie by� typem geniusza, kt�ry ci�koharuje na uboczu oficjalnej nauki i przypadkiem odkrywa fun-damentalne, nowe prawdy. Szczeg�lny talent Feynmana pole-ga� na podej�ciu do znanych problem�w w zupe�nie nowy, ory-ginalny spos�b. Feynman odrzuca� istniej�cy formalizmi tworzy� w�asne, bardzo intuicyjne metody. Wi�kszo�� fizyk�wteoretyk�w opiera si� na starannych obliczeniach matema-tycznych, kt�re s� rodzajem przewodnika przy pokonywaniunieznanego terytorium. W por�wnaniu z tym metoda Feynma-na wydawa�a si� niemal beztroska.Badaj�c interesuj�ce go zagadnienia, Feynman okazywa�nie tylko zdrowe lekcewa�enie zasad rygorystycznego formali-zmu. Nie przestrzega� on w og�le �adnych regu� my�lenia lubregu� wymiany pogl�d�w. Trudno wyja�ni�, jakiego geniuszuwymaga takie podej�cie. Fizyka teoretyczna to jedno z najtrud-niejszych �wicze� intelektualnych; ��czy ona manipulacj�wielko�ciami abstrakcyjnymi, kt�rych nie mo�na sobie wy-obrazi�, ze skrajn� z�o�ono�ci� matematyczn�. Wi�kszo��fizyk�w jest w stanie posuwa� si� do przodu w swych bada-niach w�a�nie dzi�ki przyj�ciu rygorystycznych regu� umys�o-wej dyscypliny Natomiast Feynman na poz�r ca�kowicie lek-cewa�y� taki kodeks, a jednak otrzymywa� nowe wyniki tak�atwo, jakby zrywa� dojrza�e owoce z drzewa wiedzy.Styl Feynmana w du�ym stopniu wynika� z jego osobowo-�ci. Wydawa�o si�, �e zar�wno w �yciu zawodowym, jak i oso-bistym Feynman traktowa� �wiat po prostu jak wspania�� gr�.Przyroda by�a dla niego zbiorem fascynuj�cych zagadek i wy-zwa�, podobnie zreszt� jak �rodowisko spo�eczne. Przez ca�e�ycie p�ata� r�ne psikusy, traktuj�c w�adze i uniwersyteckiestablishment z takim samym brakiem poszanowania, z jakimodnosi� si� do matematycznego formalizmu. Nie znosi� g�upo-ty i �ama� obowi�zuj�ce regu�y, ilekro� uzna�, �e s� one arbi-tralne lub absurdalne. W jego wspomnieniach mo�na znale��10 Charakter praw fizycznychzabawne opowie�ci o tym, jak starat si� przechytrzy� kontrwy-wiad podczas pracy w Los Alamos, jak otwiera� sejfy czy pod-bija� kobiety skandalicznie �mia�ym zachowaniem. Podobnieodni�s� si� do Nagrody Nobla, kt�r� otrzyma� za swoje pracez dziedziny elektrodynamiki kwantowej.Pr�cz niech�ci do formalizmu naukowego, Feynman wy-kazywa� fascynacj� dziwacznymi i tajemniczymi problemamiz innych obszar�w. Wielu koleg�w zapami�ta�o jego obsesyjnezainteresowanie zapomnian� krain� Tuwa w Azji �rodkowej,o kt�rej opowiada� film dokumentalny nakr�cony na kr�tkoprzed jego �mierci� w 1988 roku. Spo�r�d innych jeszcze pasjiFeynmana mo�na by wymieni� gr� na b�bnach bongo, malo-wanie, odwiedzanie lokali ze striptizem oraz pr�b� odcyfrowa-nia pisma Maj�w.Beztroskie podej�cie Feynmana do �wiata i fizyki sprawi�o,�e potrafi� zaskakuj�co sprawnie przekazywa� swoje pogl�dy.Nie mia� cierpliwo�ci, by wyk�ada� w uporz�dkowany spos�bi prowadzi� doktorant�w w Caltech, gdzie pracowa�. Nato-miast gdy mia� na to ochot�, potrafi� by� b�yskotliwym m�w-c�. Jego wyk�ady odznacza�y si� dowcipem, niezwyk�� przeni-kliwo�ci� i brakiem poszanowania dla ustalonej wiedzy,zgodnym ze stylem jego bada� naukowych.W po�owie lat sze��dziesi�tych Feynman zgodzi� si� wy-g�osi� cykl popularnych wyk�ad�w na Uniwersytecie Cornellaw stanie Nowy Jork. Przedmiotem wyk�ad�w mia�y by� prawafizyki. Wyk�ady zosta�y nagrane przez telewizj� BBC, a p�niejopublikowane w postaci ksi��ki. Przeczyta�em j� pod konieclat sze��dziesi�tych, gdy studiowa�em fizyk�; by�a to dla mniefascynuj�ca lektura. Najwi�ksze wra�enie sprawia zr�czno��,z jak� Feynman wprowadza trudne poj�cia fizyczne, wycho-dz�c ze skromnych za�o�e� i obywaj�c si� przy tym bez mate-matyki oraz naukowego �argonu. Feynman z wielkim talentempos�uguje si� analogiami z �ycia codziennego, aby wyja�ni�istot� g��bokich prawd fizycznych, bez zaciemniania ich po-zbawionymi znaczenia szczeg�ami. Nigdy nie zapomn� jegoanalogii mi�dzy pr�b� wytarcia si� za pomoc� mokrego r�cz-nika a zasad� zachowania energii.Przedmowa 11O wyborze temat�w, kt�re znalaz�y si� w niniejszej ksi��-ce, nie zadecydowa�o bynajmniej d��enie do przedstawieniamo�liwie kompletnego przegl�du fizyki wsp�czesnej. Feyn-manowi chodzi�o raczej o zaprezentowanie swoich pogl�d�wna temat zasadniczych problem�w fizyki teoretycznej. Fizykaopiera si� na koncepcji praw przyrody. Zgodnie z t� koncepcj�istnieje uporz�dkowany Wszech�wiat, daj�cy si� poj�� za po-moc� racjonalnego rozumowania. Gdy obserwujemy zjawiskafizyczne, nie dostrzegamy, oczywi�cie, bezpo�rednio prawfizyki. S� one ukryte, zaszyfrowane w badanych zjawiskach.Zapewne najs�ynniejszym prawem fizycznym jest prawopowszechnego ci��enia Newtona, kt�re Feynm...
[ Pobierz całość w formacie PDF ]