Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
28
1.Heurystycznepodstawyteoriiwzględności
ZewszystkichtwierdzeńAnalysisSitusnajważniejszewydajemisię
to,któreorzeka,żeprzestrzeńmatrzywymiary.
PrawoPtolemeusza,iż
dimM4
=1+3,jestczystoeksperymentalne.Fi-
zycznaprzestrzeńmogłabymiećaprioridowolnąliczbęwymiarówiobieteorie
względnościnienakładająnaniążadnychograniczeń.Dopieromechanikakwan-
towawyróżniaprzestrzeńtrójwymiarową,bowiemtylkowniejmogąistnieć
stabilneatomy;równieżistnieniezamkniętychorbitplanetarnychorazprzesył
informacjizapomocąsygnałówfalowychwskazująnawyjątkowośćtrzechwy-
miarów.Będziemyzatemzakładać,żeczasoprzestrzeńMinkowskiegomacztery
wymiary,przyczymwielezagadnieńfizycznychdajesięuprościćprzezsprowa-
dzenieichdoprocesówzachodzącychwjejdwuwymiarowejpodprzestrzeni
M2
zdim=1+1.
Jawniekoncepcjaczasoprzestrzenipojawiłasięporazpierwszywwykładzie
HermannaMinkowskiegowygłoszonym5listopada1907r.wTowarzystwie
MatematycznymwGetyndze.ZnanąjużwcześniejtransformacjęLorentza
Minkowskiprzedstawiłjakopseudoobrótwtejczasoprzestrzeni,zachowujący
wartośćiform-inwariantnośćinterwałuczasoprzestrzennego;sformułowałrówna-
niaMaxwellazapomocątensoranatężeniapola
FMu
,wprowadziłcztero-wektory
isklasyfikowałjejakoczasoweiprzestrzenne.Wwykładzietymwprowadził
większośćpojęćgeometrycznychczasoprzestrzeni,m.in.stożekświetlnyilinię
świata,orazogólnąkoncepcjęzapisywaniawielkościfizycznychzapomocą
tensorówwczterechwymiarach.Tęfundamentalnąinnowacjęprzedstawił
szerszejpubliczności,wygłaszającwykładpopularny„Czasiprzestrzeń”na
OsiemdziesiątymZebraniuNiemieckichPrzyrodnikówiLekarzywKolonii21
września1908r.Rozpocząłgosłowami,którestałysięsławne[79]:
Poglądynaprzestrzeńiczas,jakiepragnęPaństwuprzedstawić,
wywodząsięztwardegogruntufizykidoświadczalnejinatympolega
ichsiła.Sąoneradykalne.Odtądprzestrzeńjakotakaiczasjako
takisąskazanenarozpłynięciesięwkrainęcieni,ajedyniepewien
rodzajichpołączeniazachowaniezależnybyt(tłum.M.Heller).
Abydocenićnowatorstwogeometryzacjiteoriiwzględności,należywska-
zać,żenapoczątkuXXw.uważano,iżaparatmatematycznyfizykimożna
ograniczyćdorachunkuróżniczkowegoicałkowegoorazrównańróżniczkowych.
Pozostałedziałymatematyki(algebraliniowa,geometrianieeuklidesowa,teoria
grupitd.)uznanozazbędne.DlategoEinsteinuznałpoczątkowoideeMinkow-
skiegoza„nadmiernąuczoność”(polatachpowiedziałotymBargmannowi
9
).
9
ValentineBargmann(1908–1989),niemieckifizyk,wlatach1937–1946byłasystentemEinsteina
wPrincetonizajmowałsięjegowersjąteoriiKaluzy–Kleina;pracowałteżnadmatematycznymi
zagadnieniamimechanikikwantowej.
