Wartość nauki/Nauki fizyczne/Obecne przesilenie fizyki matematycznej
| <<< Dane tekstu >>> | |
| Autor | |
| Tytuł | Wartość nauki |
| Część | Nauki fizyczne |
| Rozdział | Obecne przesilenie fizyki matematycznej |
| Redaktor | Ludwik Silberstein |
| Wydawca | G. Centnerszwer i Ska. |
| Data wyd. | 1908 |
| Druk | Drukarnia Narodowa w Krakowie |
| Miejsce wyd. | Warszawa |
| Tłumacz | Ludwik Silberstein |
| Źródło | Skany na Commons |
| Inne | Cały tekst |
| Indeks stron | |
Nowe przesilenie. — Czy wstępujemy obecnie w trzecią już fazę? Czy żyjemy w przededniu drugiego przesilenia? Zasady owe, na których wznieśliśmy gmach cały, czyż mają zapaść się z kolei? Od niejakiego czasu można zadawać sobie podobne pytania.
Przy tych moich słowach myślicie zapewne o radzie, owym wielkim rewolucyoniście obecnych czasów, — istotnie też przedmiotu tego dotknę niebawem; chodzi mi jednak o coś innego jeszcze. Sprawa bowiem nie dotyczy samego tylko zachowania energii; wszystkie pozostałe zasady również są w niebezpieczeństwie, co zobaczymy właśnie z kolejnego ich przeglądu.
Zasada Carnota. — Rozpoczniemy od zasady Carnota. Jest to jedyna zasada, która nie przedstawia się jako bezpośredni wniosek z hypotezy sił centralnych; ba nawet, zdaje się ona — jeśli nie wprost przeczyć tej hypotezie, to przynajmniej godzić się z nią jedynie dzięki pewnym tylko wysiłkom. Gdyby zjawiska fizyczne polegały wyłącznie na ruchu atomów, których przyciąganie wzajemne od samej tylko zależałoby odległości, zdawałoby się, iż wszystkie te zjawiska powinnyby być odwracalne: gdybyśmy odwrócili wszystkie prędkości początkowe, atomy te, podlegające zawsze tym samym siłom, powinny przebiegać pierwotne swe tory w kierunku wprost przeciwnym, podobnie jak ziemia biegłaby po obecnej swej orbicie eliptycznej, lecz w kierunku
wstecznym, gdyby warunki początkowe jej ruchu zostały odwrócone. Z tych tedy względów, skoro możliwe jest jakieś zjawisko fizyczne, powinnoby również być możliwe zjawisko odwrotne, innemi słowy — powinnibyśmy módz cofnąć się wstecz w biegu czasu. Otóż, w naturze tak nie jest, jak to głosi właśnie zasada Carnota: ciepło może przepływać z ciała cieplejszego na zimniejsze, niemożliwem zaś jest zmusić je następnie do odbycia drogi odwrotnej i odtworzyć tym sposobem różnice temperatury, które się zatarły. Ruch może uledz całkowitemu rozproszeniu, przeistaczając się mianowicie na ciepło, przez tarcie; przekształcenie odwrotne natomiast da się zawsze tylko częściowo uskutecznić.
Dla wyrównania pozornej tej sprzeczności nie szczędzono wysiłków. Jeśli świat dąży ku jednostajności, to nie dlatego, aby ostateczne jego składniki [części], pierwotnie niepodobne do siebie, dążyły do stopniowego zatarcia swych różnic, lecz dlatego, że poruszając się na chybił — trafił, zostają nareszcie pomieszane ze sobą. Dla oka, które mogłoby odróżnić wszystkie elementy, różnorodność byłaby zawsze również wielka jak pierwotnie; każde ziarnko tego pyłu zachowuje swą oryginalność, nie wzorując się bynajmniej na swych sąsiadach; ponieważ jednak proces mieszania się coraz bardziej się usubtelnia, tępe nasze zmysły dostrzegają wreszcie samą tylko jednostajność. Oto dlaczego, naprzykład, temperatury dążą do wyrównania się, a proces ten odwrócić się nie daje.
Niechaj kropla wina spadnie do szklanki wody; jakiekolwiek miałoby być prawo ruchu wewnętrznego cieczy, zobaczymy niebawem, jak woda zabarwia się jednostajnym odcieniem czerwonawym, a od tej chwili, przy najgwałtowniejszem nawet wstrząsaniu szklanki, wino i woda wydadzą się raz na zawsze nierozdzielnemi. Typ nieodwracalnego zjawiska fizycznego byłby tedy taki oto: ukryć ziarnko jęczmienia w kupie żyta jest nietrudno, ale odnaleść je znowu i wyjąć stamtąd — jest rzeczą praktycznie niemożliwą. Wszystko to wytłumaczyli już wprawdzie Maxwell i Boltzmann, najwyraźniej jednak pojął to Gibbs w książce bardzo mało czytanej, albowiem trudnej nieco, a mianowicie w swych Zasadach Mechaniki Statystycznej[1].
Z tego punktu widzenia zasada Carnota jest niedoskonałą tylko zasadą, ustępstwem pewnego rodzaju względem słabości naszych zmysłów; nie odróżniamy elementów mieszaniny dlatego, że oczy nasze są zbyt słabe; nie możemy ich oddzielić od siebie dlatego, że ręce nasze są zbyt grube; urojony demon Maxwellowski, który umie wyławiać poszczególne cząsteczki, mógłby natomiast zniewolić świat do cofnięcia się wstecz. Czy może on pójść wstecz sam przez się? Nie jest to niemożliwe, lecz tylko nieskończenie mało prawdopodobne; musielibyśmy prawdopodobnie długo czekać na taki zbieg okoliczności, przy którym świat zacząłby się cofać wstecz; lecz prędzej czy później, okoliczności te urzeczywistnią się, chociażby po upływie tak wielkiej liczby lat, iż dla napisania jej trzebaby milionów cyfr. Zastrzeżenia te jednak, czysto teoretyczne, nie były zbyt niepokojące, i zasada Carnota zachowywała nadal całą swą wartość praktyczną. Lecz oto następuje zmiana widowni. Biologowie, uzbrojeni w swe mikroskopy, oddawna już zauważyli w preparatach swych pewne nieuporządkowane ruchy małych cząstek zawieszonych; nazywa się to ruchem Browna. Z początku biologowie sądzili, że jest to zjawisko życiowe, niebawem jednak przekonali się, że ciała nieożywione tańczą z również wielkim zapałem jak inne; wówczas zaś oddali sprawę tę fizykom. Niestety, fizycy przez długi czas byli obojętni dla niej; powiadali oni: dla oświetlenia preparatu mikroskopowego zwykło się koncentrować światło, któremu towarzyszy zawsze ciepło; stąd zaś nierówności temperatury i prądy wewnętrzne w cieczy, które wytwarzają owe ruchy.
Gouy atoli powziął myśl bliższego przyjrzenia się sprawie i zrozumiał, we własnem przynajmniej przekonaniu, że tłumaczenie to nie wytrzymuje krytyki; spostrzegł on, że ruchy te stają się tem żywsze, im mniejsze są cząstki, lecz nie zależą bynajmniej od sposobu oświetlenia. Jeżeli tedy ruchy te nie ustają, a raczej odradzają się ustawicznie bez żadnych zasiłków ze strony jakiegoś źródła zewnętrznego, cóż mamy o tem sądzić? Zapewne, nie powinniśmy wobec tego zrzec się zasady zachowania energii, lecz w każdym razie widzimy naocznie, że bądź to ruch zamienia się przez tarcie na ciepło, bądź znowu odwrotnie ciepło przeistacza się na ruch, przyczem nic się nie zatraca, ruch bowiem trwa ustawicznie: to zaś sprzeciwia się zasadzie Carnota. W takim zaś razie, aby zobaczyć świat w ruchu wstecznym nie potrzebujemy już subtelnych oczu demona Maxwellowskiego, — wystarcza nam mikroskop nasz. Ciała zbyt wielkie, mające np. 1/10 milimetra w średnicy, są wprawdzie wystawione ze wszystkich swych stron na uderzenia poruszających się atomów, nie ruszają się jednak z miejsca, albowiem zderzenia te są bardzo liczne, zaś prawo przypadku chce, aby się wzajem kompensowały; mniejsze natomiast cząstki doznają zbyt nielicznych uderzeń, aby kompensacya taka zachodzić miała napewno, to też kołyszą się nieustannie. Oto więc jedna już z naszych zasad znajduje się w niebezpieczeństwie.
Zasada względności. — Przejdźmy z kolei do zasady względności. Ta znowu nietylko znajduje potwierdzenie w codziennem doświadczeniu, nietylko jest niezbędnym wnioskiem wypływającym z hypotezy sił centralnych, lecz narzuca się naszemu zdrowemu rozsądkowi z siłą nieprzezwyciężoną; a przecież i w niej również uczyniono wyłom. Weźmy dwa ciała naelektryzowane; chociaż zdaje się nam, że są one w spoczynku, obadwa przecież poruszają się wraz ziemią; lecz, jak nauczył nas Rowland, ładunek elektryczny w ruchu jest równoważny prądowi elektrycznemu; dwa te ciała więc będą równoważne dwóm prądom zgodnie równoległym, prądy zaś takie powinny się przyciągać. Otóż, zmierzywszy to przyciąganie, zmierzylibyśmy tem samem prędkość ziemi, i to nie prędkość jej względem słońca lub gwiazd stałych, lecz bezwzględną jej prędkość.
Wiem dobrze, co odpowiedzą mi na to; oto, że w ten sposób nie zmierzylibyśmy prędkości bezwzględnej ziemi, lecz prędkość jej względem eteru. Lecz jakże niezadawalającą byłaby taka odpowiedź! Czyż nie pojmujemy, że z tak zrozumianej zasady nie da się już nic wysnuć? Dlatego właśnie, iż nie obawiałaby się ona żadnego zaprzeczenia, nie mogłaby już ona niczego nas nauczyć. Skoro uda się nam zmierzyć coś, będziemy zawsze mogli powiedzieć, że nie jest to prędkość bezwzględna, a jeśli nie jest prędkością względem eteru, będzie to zawsze mogło być prędkością względem jakiegoś nowego, nieznanego płynu, którym wypełnilibyśmy przestrzeń.
Doświadczenie też podjęło się zburzenia podobnej interpretacyi zasady względności; wszelkie próby zmierzenia prędkości ziemi względem eteru spełzły na niczem. Tym razem fizyka doświadczalna była bardziej wierną zasadom, niż fizyka matematyczna; teoretycy, gwoli pogodzenia innych swych poglądów ogólnych, nie wzdragaliby się poświęcić tę zasadę; doświadczenie jednak uwzięło się, aby ją potwierdzić. Zmieniano środki badania w najrozmaitsze sposoby, aż wreszcie Michelson posunął dokładność do ostatnich granic; nic to jednak nie pomogło. Dla wytłumaczenia tej właśnie uporczywości muszą obecnie matematycy rozwijać całą swą pomysłowość.
Niełatwe było ich zadanie, jeśli zaś Lorentz dał sobie z nim radę, to jedynie kosztem nagromadzenia nowych hypotez.
Najdowcipniejszym był pomysł czasu lokalnego. Wyobraźmy sobie dwóch obserwatorów chcących nastawić [uregulować] swe zegary za pomocą sygnałów optycznych; wymieniają oni między sobą sygnały, wiedząc jednak, że przenoszenie się światła nie jest momentalne, nie zapominają o potrzebie krzyżowania sygnałów. Gdy stacya B odbiera sygnał ze stacyi A, zegar jej nie powinien wskazywać tej samej godziny, co zegar stacyi A w chwili wysłania sygnału, lecz godzinę zwiększoną o pewną wielkość stałą wyobrażającą trwanie przesyłki. Przypuśćmy np., że stacya A wysyła swój sygnał w chwili gdy zegar jej wskazuje godzinę zero i że stacya B odbiera ten sygnał, gdy zegar jej wskazuje godzinę t. Powiadamy, że zegary są uregulowane, jeżeli opóźnienie równe t przedstawia trwanie przesyłki, aby zaś to sprawdzić, stacya B ze swej strony wysyła sygnał, gdy zegar jej wskazuje zero; wówczas stacya A powinna go odebrać w chwili gdy zegar jej wskazuje t. Wówczas zegary są wzajemnie uregulowane.
Istotnie, wskazują one tę samą godzinę w tej samej chwili fizycznej, pod jednym atoli warunkiem, a mianowicie jeżeli obie stacye są nieruchome. W przeciwnym bowiem razie trwanie przesyłki nie będzie toż same w jednym i drugim kierunku, gdy stacya A posuwa się, naprzykład, ku zaburzeniu optycznemu wysłanemu z B, podczas gdy stacya B ucieka przed zaburzeniem wysłanem z A. Zegary więc tak uregulowane nie będą wskazywały prawdziwego czasu, lecz to, co możnaby nazwać czasem lokalnym, tak iż jeden z nich będzie się spóźniał względem drugiego. Nic nam jednak na tem nie zależy, gdyż nie mamy żadnego sposobu, aby to dostrzec. Wszystkie zjawiska zachodzące w A będą się np. spóźniały, lecz wszystkie w jednakowym stopniu, i obserwator nie dostrzeże tego, gdyż spóźnia się również jego zegar; tak więc, jak tego chce zasada względności, nie będzie on miał żadnego sposobu dowiedzenia się, czy znajduje się w spoczynku czy też w ruchu bezwzględnym.
To jednak nie wystarcza, niestety, i należy uciec się do uzupełniających jeszcze hypotez; należy przypuścić, że ciała znajdujące się w ruchu skracają się jednostajnie w kierunku swego ruchu. Jedna np. ze średnic ziemi jest, dzięki ruchowi naszej planety, skrócona o 1200000000, podczas gdy inne[2] jej średnice zachowują normalną swą długość. Tym to sposobem wyrównywają się ostatnie niewielkie różnice. Następnie mamy jeszcze hypotezę dotyczącą siły, według której wszelkie siły, jakiegokolwiek zresztą pochodzenia, a więc zarówno siły ciężkości jak siły sprężyste, mają być zmniejszone w pewnym stosunku w świecie obdarzonym ruchem postępowym jednostajnym, — a raczej mają być zmniejszone składowe tych sił prostopadłe do kierunku ruchu; składowe bowiem równoległe doń mają być niezmienne. Wróćmy tedy do naszego przykładu dwóch ciał naelektryzowanych; ciała te [naelektryzowane jednoimiennie] odpychają się, lecz jednocześnie, skoro obadwa są w jednostajnym ruchu postępowym, zachowują się jak dwa prądy zgodnie równoległe, a więc przyciągają się wzajemnie.
To przyciąganie elektrodynamiczne należy tedy odjąć od odpychania elektrostatycznego, tak iż całkowite odpychanie jest mniejsze, niż gdyby dwa te ciała były w spoczynku. Ponieważ jednak dla zmierzenia tego odpychania musimy je zrównoważyć przez inną jakąś siłę, wszystkie zaś inne siły są w tym samym stosunku zmniejszone, nie spostrzegamy żadnej różnicy. Wydawałoby się tedy, że sprawa jest zupełnie załatwiona. Czy jednak rozwiane są wszelkie wątpliwości? Cóżby się stało, gdyby można było porozumiewać się za pomocą sygnałów już nie optycznych i rozchodzących się z prędkością różną od prędkością światła, — gdyby więc, po uregulowaniu zegarów sposobem optycznym, chciano sprawdzić to za pomocą nowych tych sygnałów i gdyby stwierdzono na tej drodze pewne zboczenia ujawniające wspólny obydwu stacyom ruch postępowy? A sygnały podobne czyż nie dają się pomyśleć, skoro wraz z Laplacem przypuścimy, że ciążenie powszechne rozchodzi się milion razy prędzej niż światło?
Tak więc w ostatnich czasach broniono mężnie zasady względności, lecz sama chociażby energiczność tej obrony dowodzi, jak poważnym był napad.
Zasada Newtona. — Przejdźmy teraz do zasady Newtona, t. j. do równości działania i oddziaływania. Jest ona ściśle związana z poprzednią, i zdaje się, że upadek jednej pociągnąłby za sobą upadek drugiej. Nie powinniśmy tedy dziwić się, skoro i tu napotkamy te same trudności.
Powiedziałem już wyżej, że nowe teorye poświęciłyby tę zasadę.
Zjawiska elektryczne, według teoryi Lorentza, powstają dzięki przesunięciom małych cząstek naładowanych, elektronami zwanych, a kąpiących się w środowisku, które nazywamy eterem. Ruchy tych elektronów wywołują zakłócenia w otaczającym eterze, które rozchodzą się we wszystkich kierunkach z prędkością światła, a skoro dotrą do dziedzin eteru stykających się z innemi elektronami, pierwotnie nieruchomemi, wprawiają je również w ruch. Elektrony działają więc wzajemnie na siebie; działanie to nie odbywa się jednak wprost, lecz za pośrednictwem eteru. Otóż, czy w takich warunkach może istnieć kompensacya między działaniem a oddziaływaniem, przynajmniej dla obserwatora, który uwzględniałby jedynie ruchy materyi, to jest elektronów, a nie wiedziałby zupełnie o ruchach eteru, nie mogąc ich dostrzec? Oczywiście nie. Gdyby nawet kompensacya była zupełna, nie mogłaby wszakże być jednoczesną. Zakłócenie rozchodzi się bowiem z prędkością skończoną; dosięga więc ono drugiego elektronu wówczas dopiero, gdy pierwszy oddawna już wrócił do spoczynku. Drugi przeto elektron dozna, z pewnem opóźnieniem, działania pierwszego, w chwili tej jednak z pewnością nie będzie oddziaływał na pierwszy, gdyż naokoło pierwszego elektronu wszystko jest już w spoczynku.
Na podstawie analizy faktów możemy więcej jeszcze powiedzieć. Wyobraźmy sobie naprzykład wysyłacz [ekscytator] Hertza, jakiego używa się w telegrafie bez drutu. Wysyła on energię we wszystkich kierunkach; możemy go jednak zaopatrzyć w zwierciadło paraboliczne, jak to czynił Hertz z mniejszemi swemi ekscytatorami, a to w celu przesyłania całej energii wytwarzanej w jedynym kierunku. Cóż stanie się wówczas, według wymagań teoryi? Oto przyrząd cofnie się, zupełnie jak gdyby był armatą, energia zaś, którą wyrzucił ze siebie, — kulą armatnią; to zaś sprzeciwia się zasadzie Newtona, gdyż pocisk w naszym wypadku nie posiada masy, nie jest on materyą lecz energią. To samo zresztą moglibyśmy powiedzieć o latarni morskiej zaopatrzonej w reflektor; światło bowiem nie jest niczem innem jak pewnem zakłóceniem pola elektromagnetycznego. Latarnia taka powinna się cofać, jak gdyby wysyłane przez nią światło było pociskiem. Jakaż jest siła mająca wywoływać to uderzenie wsteczne? Jest to tak zwane ciśnienie Maxwella — Bartoli′ego[3]; ciśnienie to jest bardzo małe, tak iż okazanie go za pomocą najczulszych radyometrów kosztowało wiele trudu; dość jednak, że istnieje.
Jeżeli całkowita energia wysłana przez nasz wysyłacz padnie na odbieracz, tenże będzie się zachowywał tak, jak gdyby doznał uderzenia mechanicznego, to zaś pod pewnym względem stanowić będzie kompensacyę doznanego przez wysyłacz uderzenia wstecznego; oddziaływanie będzie więc równe działaniu, lecz nie będą one jednoczesne: odbieracz posunie się naprzód, lecz nie w tej samej chwili, w której wysyłacz się cofnie. Jeżeli zaś energia rozchodzi się swobodnie, nie napotykając żadnego odbieracza, kompensacya nie uskuteczni się nigdy.
Mógłby ktoś na to odpowiedzieć, że przestrzeń dzieląca wysyłacz od odbieracza, którą zakłócenie przebyć musi, aby przejść od jednego do drugiego, że przestrzeń ta nie jest próżna, lecz wypełniona, nie tylko eterem, lecz również powietrzem, w dziedzinach zaś międzyplanetarnych — jakimś płynem lekkim wprawdzie, lecz zawsze jeszcze ważkim; że materya ta, podobnie jak ów odbieracz, doznaje uderzenia w tej samej chwili, gdy energia jej dosięga, i cofa się następnie, w chwili gdy zakłócenie ją opuszcza. Uratowałoby to zasadę Newtona, lecz nie jest to zgodne z prawdą; gdyby energia podczas swego rozchodzenia się była zawsze przykuta do jakiegoś podłoża materyalnego, natenczas poruszająca się materya unosiłaby ze sobą światło, podczas gdy Fizeau dowiódł, że — dla powietrza przynajmniej — rzecz ma się inaczej zupełnie, co też zostało następnie potwierdzone przez Michelsona i Morleya. Można też przypuścić, że ruchy materyi, właściwie tak zwanej, zostają dokładnie skompensowane przez ruchy eteru; to jednak doprowadziłoby nas do wywodów przed chwilą uczynionych. Tak pojęta zasada tłumaczyć będzie wszystko, gdyż — jakiekolwiek byłyby ruchy widzialne, zawsze będzie można wyobrazić sobie takie ruchy hypotetyczne, któreby je kompensowały. Jeżeli jednak nadaje się ona do wytłumaczenia wszystkiego, to nie pozwala nam niczego przewidzieć; nie daje nam możności wyboru z pośród różnych możliwych hypotez, gdyż z góry już wszystko tłumaczy. Staje się tedy zbyteczną.
Przypuszczenia, zresztą, które należałoby uczynić co do ruchu eteru niebardzo są zadawalające. Jeżeli ładunki elektryczne zdwajają się, byłoby naturalnem wyobrazić sobie, że w tym samym stosunku zwiększają się prędkości różnych atomów eteru, kompensacya zaś wymagałaby, iżby prędkość przeciętna eteru stawała się poczwórną.
Dlatego też sądziłem przez pewien czas, że wszystkie te wyniki teoryi, sprzeciwiające się zasadzie Newtona, będą ostatecznie porzucone; tymczasem jednak nowsze doświadczenia nad ruchem elektronów wysyłanych przez rad zdają się potwierdzać je raczej.
Zasada Lavoisiera. — Przechodzę do zasady Lavoisiera: zachowania mas. Niezawodnie jest to zasada, której nie można dotknąć nie wstrząsając podstaw mechaniki. A przecież, w czasach naszych, sądzą niektórzy, że wydaje nam się ona prawdziwą dla tego jedynie, iż w mechanice rozważamy umiarkowane tylko prędkości, że natomiast straciłaby swą wartość dla ciał obdarzonych prędkościami porównywalnemi z prędkością światła. Otóż, obecnie uczeni sądzą, iż udało im się prędkości takie urzeczywistnić; promienie katody i radu mają składać się z drobnych bardzo cząstek, czyli elektronów, poruszających się z prędkościami, mniejszemi wprawdzie niż prędkość światła, lecz sięgającemi już do 1/10 lub 1/3 jej wartości.
Promienie te dają się odchylać bądź to przez pole elektryczne, bądź też przez magnetyczne, porównywając zaś te odchylenia można zmierzyć zarazem prędkość elektronów i ich masę (a raczej stosunek masy do ładunku elektronu). Skoro jednak przekonano się, że prędkości te zbliżają się do prędkości światła, spostrzeżono się, iż konieczną była pewna poprawka. Istotnie cząsteczki te, jako naelektryzowane, nie mogą się poruszać, nie wstrząsając eteru; aby je w ruch wprawić, należy przezwyciężyć dwojaką bezwładność: samej cząsteczki i eteru. Masa tedy całkowita czyli pozorna, którą mierzymy, składa się z dwóch części: masy rzeczywistej czyli mechanicznej samej cząsteczki i masy elektrodynamicznej, przedstawiającej bezwładność eteru.
Otóż, rachunki Abrahama i doświadczenia Kaufmanna okazały, że właściwa masa mechaniczna równa się zeru, że więc masa elektronów, a przynajmniej elektronów ujemnych jest pochodzenia wyłącznie elektrodynamicznego. To właśnie zmusza nas do zmiany określenia masy; nie możemy już odróżniać masy mechanicznej i masy elektrodynamicznej; wówczas bowiem pierwsza znikałaby; niema innej masy jak bezwładność elektrodynamiczna; w takim jednak razie masa nie może już być stałą, lecz powinna zmieniać się wraz z prędkością, a nawet zależeć od kierunku, tak iż ciało obdarzone znaczną prędkością okazywać będzie inną bezwładność wobec sił dążących do odchylenia go od jego drogi, niż wobec sił dążących do przyspieszenia lub opóźnienia jego ruchu [w kierunku stycznym do toru].
Jest jeszcze jedno wyjście: ostateczne pierwiastki ciał stanowią elektrony, jedne naładowane ujemnie, drugie — dodatnio. Elektrony ujemne, jak już wiemy, nie posiadają masy: lecz elektrony dodatnie, o ile sądzić można ze szczupłych pod tym względem danych, byłyby znacznie większe. Być może, że posiadają one, oprócz elektrodynamicznej, prawdziwą masę mechaniczną. Masa prawdziwa danego ciała byłaby w takim razie sumą mas mechanicznych elektronów dodatnich, z pominięciem elektronów ujemnych; otóż, tak określona masa mogłaby jeszcze być stałą.
Niestety jednak i to wyjście jest dla nas zamknięte. Przypomnijmy sobie, co powiedzieliśmy o zasadzie względności i o wysiłkach uczynionych dla jej ocalenia. Nie chodzi zaś tu wyłącznie o ocalenie zasady, lecz o niewątpliwe wyniki doświadczeń Michelsona. Otóż, jak widzieliśmy powyżej, aby zdać sprawę z tych wyników, Lorentz musiał założyć, że wszystkie siły, jakiegokolwiek zresztą pochodzenia, zmniejszają się w tym samym stosunku, o ile chodzi o środowisko obdarzone jednostajnym ruchem postępowym; nie dość na tem, nie wystarcza, aby zachodziło to dla rzeczywistych sił, lecz również dla sił bezwładności; masy wszystkich cząstek, powiada Lorentz, powinny tedy zmieniać się na skutek ruchu postępowego w tym samym stopniu co masy elektromagnetyczne elektronów.
Tak więc masy mechaniczne powinny zmieniać się według tych samych praw co masy elektrodynamiczne; nie mogą one tedy być stałe.
Nie mam chyba potrzeby dodawać, że upadek zasady Lavoisiera pociągnąłby za sobą upadek zasady Newtona. Według ostatniej środek ciężkości układu odosobnionego porusza się po linii prostej; skoro jednak niema już masy stałej, niema też środka ciężkości, i niewiadomo nawet, co miałby on oznaczać. Oto, dlaczego powiedziałem wyżej, iż doświadczenia nad promieniami katodowemi zdają się usprawiedliwiać wątpliwości Lorentza co do zasady Newtona.
Ze wszystkich tych wyników, o ileby je stwierdzono, wyłoniłaby się nowa zupełnie mechanika, której cechą wybitną byłoby to przedewszystkiem, iż żadna prędkość nie mogłaby przekroczyć prędkości światła[4], nie inaczej jak żadna temperatura nie może spaść poniżej zera bezwzględnego. Również dla obserwatora odbywającego ruch postępowy, o którym nic nie wie, żadna prędkość pozorna nie mogłaby przekraczać prędkości światła, — co zawierałoby sprzeczność, gdybyśmy nie pamiętali o tem, że obserwator ten nie posługiwałby się temi samemi zegarami co obserwator nieruchomy, lecz zegarami wskazującemi »czas lokalny«.
Stoimy tedy przed pytaniem, które wygłoszę jedynie. Jeżeli niema już masy, cóż stanie się z prawem Newtona?
Masa ma dwojakie znaczenie: jest ona spółczynnikiem bezwładności a zarazem masą przyciągającą, która wchodzi jako czynnik do przyciągania Newtonowskiego. Jeżeli spółczynnik bezwładności nie jest stały, zachodzi pytanie, czy może być niezmienną masa przyciągająca.
Zasada Meyera. — Pozostałaby nam przynajmniej jeszcze zasada zachowania energii, a ta chyba wydawała się bardziej trwałą. Czyż mam tu przypomnieć, jak i ona z kolei została zdyskredytowana? Zajście to wywołało większą wrzawę niż poprzednie, i wszyscy pamiętają je dobrze. Od pierwszych już prac Becquerela, a szczególniej gdy małżonkowie Curie odkryli rad, zrozumiano, że każde ciało promieniotwórcze stanowi niewyczerpane źródło promieniowania. Zdawało się, że czynność [aktywność] takiego ciała trwa bez zmiany w ciągu całych miesięcy i lat. To już uchybiało zasadzie; istotnie, promieniowania te były energią, a z tego samego kawałka radu wypływało ich coraz więcej i więcej. Te jednak ilości energii były zbyt małe, aby można je zmierzyć; tak przynajmniej sądzono, i dla tego też nie niepokojono się tem zbytnio.
Sprawa atoli zmieniła się, gdy Curie umieścił rad w kalorymetrze; wówczas przekonano się, że wytwarzane ustawicznie ilości ciepła były bardzo znaczne.
Zaproponowano mnóstwo różnych tłumaczeń tego zjawiska; w podobnym jednak wypadku nie można powiedzieć: im więcej, tem lepiej; dopóki jedno z tych wytłumaczeń nie odniesie zwycięstwa nad innemi, nie będziemy pewni, czy chociaż jedno z nich jest dobre. Od pewnego atoli czasu jedno z nich zdaje się brać górę, i możemy żywić nadzieję, że to, co osiągnięto, będzie kluczem do tej tajemnicy.
Sir W. Ramsay usiłował okazać, że rad przekształca się, że zawiera on olbrzymi wprawdzie zapas energii, lecz przecież skończony. Przekształcenie radu dałoby tedy milion razy więcej ciepła niż jakiekolwiek ze znanych przekształceń; rad wyczerpałby się w ciągu 1250 lat; niedługo to wprawdzie, lecz możemy przynajmniej w ciągu kilkuset lat jeszcze pozostawać w obecnem położeniu. Tymczasem jednak wątpliwości nasze trwają nadal.
- ↑ Jedno atoli z najbardziej zasadniczych twierdzeń Gibbsa zawartych w tem dziele, a mianowicie to, które dotyczy dążenia roju układów (niezakłócających się wzajemnie) do stanu równowagi statystycznej jest najzupełniej błędne, jak to wykazałem w pracy p. t. »Statistica dei sistemi non perturbati«, Nuovo Cimento, V. Vol. XI, fascicolo 1 — 2. Piza 1906.
(Przyp. tłumacza).
- ↑ t. j. prostopadłe do tamtej średnicy (wziętej w kierunku ruchu), a więc też prostopadłe do kierunku ruchu.
(Przyp. tłum.).
- ↑ W oryginale francuskim podano mylnie „Bartholdi“.
(Przyp. tłum.).
- ↑ Ciała bowiem przeciwstawiałyby przyczynom dążącym do przyspieszenia ich ruchu coraz większą bezwładność, a ta stałaby się nieskoczenie wielką, gdy zbliżylibyśmy się do prędkości światła.
