TIP: Přetáhni ikonu na hlavní panel pro připnutí webu
Newton, Leibniz, Mach a jejich představa o prostoru.
Gottfried Wilhelm von Leibniz (1649-1716)
Byl to německý filozof, právník, vědec, matematik a Newtonův současník. V patnácti letech nastoupil na univerzitu, v sedmnácti se stal bakalářem. Leibniz byl protivníkem Newtonovým a podroboval jeho teorie ostré kritice. Díky němu byla založena Berlínská Akademie věd.
Ernst Mach (1838–1916)
Mach byl fyzik a filozof, který se narodil nedaleko Brna. Zabýval se psychofyzikou, jenž měla objasnit vztah mezi fyzikálními podněty a smyslovými počitky. Newtonovu fyziku i Einsteinovu teorii relativity podrobil také kritice. Taktéž odmítal atomistickou teorii a teoretickou fyziku, jelikož si myslel, že nám nemůže být nijak nápomocná a jde mimo naše hranice vnímání.
Newtonovi se nelíbil dřívější neúplný popis prostoru, který zanechali jeho předchůdci, a tak se do toho pustil sám. Snažil se vysvětlit pohyb do nejmenších detailů, akorát byl velmi vzdálen od skutečnosti, že zrychlený pohyb není třeba s ničím srovnávat, tak jak je to potřeba při rovnoměrném přímočarém pohybu. Aby dokázal vysvětlit zrychlení či účinky otáčivého pohybu, vzal si na pomoc nádobu s vodou. Nádoba byla spojena s motorem, který s ní otáčel (sice původně Newton použil zavěšené vědro na šňůře, ale podstata pokusu zůstává tatáž). Po spuštění motoru se začne nádoba roztáčet. Nejprve si zvolíme nádobu jako vztažnou soustavu, ale daleko s tím nedojdeme, hned si vysvětlíme proč. Ze začátku se točí jen nádoba, kdežto hladina zůstává plochá. Nádoba s vodou jsou ve vzájemném pohybu. Postupně jak nádoba pomocí tření roztáčí i vodu, stane se hladina vody konkávní (hladina vody bude výše u krajů, kdežto ve středu bude nižší). Voda bude vzhledem k nádobě v klidu. V druhé části experimentu vypneme motor a nádoba se během chvilky přestane otáčet, kdežto voda se bude stále točit a nejen to, zůstává neustále konkávní. Jestliže by měl relativní pohyb vysvětlit tvar hladiny vody, pak jakmile se nádoba zastaví, by měl být tvar hladiny totožný s tím na začátku (plochý). Jenže experiment nás přesvědčil, že tomu tak není. Newton vyloučil nádobu za vztažnou soustavu a tento relativní pohyb za příčinu tvaru hladiny.
V dalším kroku si zkuste představit naprosto prázdný vesmír bez jakékoliv hmoty, částic a do tohoto prostředí vložte dvě olověné koule spojené ocelovým lanem. Pokud je roztočíme, lano mezi koulemi se napne, ale vzhledem k čemu se budou tyto dvě koule točit, připomínám, že kromě těchto koulí tam není vůbec nic, žádný orientační bod, úplná tma, ptal se Newton. V tom si uvědomil, že sám prostor je vztažnou soustavou a zavedl pojem absolutní prostor.
Předmět je ve zrychleném pohybu jen tehdy, pokud se zrychleně pohybuje k absolutnímu prostoru. Pro Newtona je prostor jako jeviště, na kterém se všechno odehrává. Tento absolutní prostor je neměnný, stálý, vždy byl, je a bude. To samé platí i pro čas. A co z toho plyne?
Pro jakoukoliv rychlost:
- čas plyne neustále stejnou rychlostí
- naměříme pokaždé stejnou délku
- hmotnost je stále stejná
- zákon zachování hmotnosti a zákon zachování energie jsou dva odlišné zákony, které na sobě nezávisí
Toto by bylo dobré si zapamatovat, až se budeme zabývat teorií relativity.
Leibniz, jakožto současník Newtonův, se do něj a do jeho absolutního prostoru neustále navážel. Tvrdil, že prostor bez jakékoliv hmoty ztrácí na významu, tak jako sluneční soustava bez jakéhokoliv hmotného tělesa. Co by to taky bylo za sluneční soustavu bez slunce a planet. I když měl Leibniz spousty argumentů (hodně do nich zakomponovavál boha), nepodařilo se mu přetáhnout vědce na svou na stranu. Většina se spíš přikláněla k Newtonovi a k absolutnímu prostoru.
Přece jenom mělo Newtonovo vysvětlení ohledně tvaru hladiny v nádobě a s tím zavedený absolutní prostor minimálně jednu vadu na kráse. Sice nádoba jako vztažná soustava byla vyloučena, ale proč by nemohla místnost, dům, naše planeta, ve které se pokus provádí, či cokoliv jiného zastávat funkci vztažné soustavy a tak se vyhnout zavedení absolutního prostoru, což by vedlo k vysvětlení hladiny pomocí relativního pohybu. Dalším problémem, se kterým se vědci potýkali u této teorie byla, že absolutní prostor dokázal rozpoznat změnu rychlosti či změnu směru pohybu, ale rovnoměrný přímočarý pohyb ne. V 19. století na scénu přišel realisticky smýšlející Mach, který měl podobný názory na prostor jako Leibniz. Podle něho (Mach nikdy neřekl, jak to přesně myslí, my se můžeme pouze domnívat, co si myslet z jeho prací) byste v prázdném vesmíru nemohli cítit jakoukoliv odstředivou sílu, lano, spojující olověné koule, by se nenapnulo. Pokud byste do takto prázdného vesmíru zasadili několik hvězd, pak už by působily odstředivé síly, i když několikanásobně slabší než v našem vesmíru. Odstředivou sílu byste cítili jen tehdy, jestliže byste se relativně zrychleně pohybovali vzhledem k průměrnému rozložení hmoty ve vesmíru. Čím více by bylo hmoty v takovém kosmu, tím více by byly pociťovány účinky odstředivé síly.
Bohužel, Mach nikdy neupřesnil, jak by to mělo celé přesně fungovat, vlastně to nebyla ani úplná teorie, takže se z ní nedalo nic určit, co by nám řeklo, zda je správná či nikoliv. I tak se tato Machova „teorie“ zalíbila spoustě vědců včetně Einsteina a jemu se také budeme v příštím článku věnovat.
