Świętujemy właśnie - i słusznie! - setną rocznicę sformułowania szczególnej teorii względności. Choć od dawna należy ona do klasyki, wciąż budzi nieporozumienia. Zbyt abstrakcyjna, zbyt odległa od codziennej rzeczywistości, nie zdążyła jeszcze zapuścić korzonków w naszych "newtonowskich" mózgach. Oto jeden z całkiem świeżych dowodów! W FIZYCE W SZKOLE, w numerze 2 z 1996 roku ukazał się dziwny artykuł Krzysztofa Iwana. Dziwny, bo jego autor bezceremonialnie stwierdził, że "dylatację czasu powinniśmy uważać za fikcję". Rzecz jasna, w przedstawionym przez Autora rozumowaniu był błąd, i nie zaszkodzi go dziś właśnie wskazać palcem.
Krzysztof Iwan rozważał dwa układy odniesienia: K₁ (przyjmijmy, że to będzie rakieta) i K₀ (niech to będzie np. Ziemia). Jeśli układ K₁ porusza się względem układu K₀ z prędkością v, to "pomiędzy czasem t', jaki podaje zegar (..) obserwatora K₁, a czasem t upływającym dla obserwatora w układzie K₀ (..) zachodzi związek"

(..)Ale przecież "odstęp czasu pomiędzy zdarzeniami" mierzy się liczbą wahnięć zegara. A w tym wypadku N=N' co oznacza, że ów "odstęp" w obu układach odniesienia jest taki sam. (..) Zatem różnica (t-t') jest fikcyjna, pozorna. (..) Dlatego efekt spowolnienia czasu nie może być trwały, co jest sprzeczne z ustaleniami szczególnej teorii względności.
Uff, odsapnijmy nieco i spróbujmy znaleźć błąd, bo on, oczywiście, być musi! Jednak trzeba wyrażać się bardziej precyzyjnie niż Autor. W ogóle Krzysztof Iwan wyraża się niejasno. Jak możemy wyrażenie (3) wstawić do wzoru na T? Jego końcowy wniosek (4) wynika bezpośrednio z równań (1), (2) i (*). Po co dalsze komplikacje z częstotliwościami?
Kluczowy dla powyższego rozumowania jest poprzeczny efekt Dopplera. Chodzi o to, że wskutek dylatacji czasu okres fali odbieranej w układzie K₀ jest większy od okresu tej samej fali wysyłanej w układzie K₁. Zatem we wzorze (2) T' oznacza okres drgań wahadła z układu rakiety (K₁) zmierzony w tym układzie, a T - okres tego samego wahadła zmierzony w układzie Ziemi (K₀). Tymczasem Autor stwierdza, że we wzorze (*) to samo T oznacza już okres drgań wahadła z układu K₀ ! Ot, szkolny błąd! Zatem w istocie Krzysztof Iwan stwierdził, że jeśli wahadło w rakiecie wykonało N wahań (i np. zostało potem zatrzymane), to z Ziemi również zobaczymy N wahań! Jednak bynajmniej nie w tym samym czasie!
Rozważmy jeszcze dwa jednakowe wahadła, które obserwatorzy na Ziemi (układ Ko) i w rakiecie (układ K1) jednocześnie "puszczają" i to akurat w momencie, gdy się mijają i równocześnie włączają stopery. Mamy trzy wydarzenia:
A - jednoczesne rozpoczęcie wahań w obu układach w tym samym miejscu
B - wahadło w rakiecie kończy N wahań
C - wahadło na Ziemi kończy N wahań
Rzecz jasna czas między A i B zarejestrowany w rakiecie jest równy czasowi między A i C zarejestrowanemu na Ziemi, bo prawa fizyki są takie same w obu układach. Czyli [tradycyjnie z primem oznaczmy czas w rakiecie]

t'_AB = t_AC

t_AB ≠ t_AC

t_AB > t_AC

Jak się zdaje, Krzysztof Iwan nie zauważył różnicy między t_AB a t_AC ! Absolutnie nie jest prawdą, że jednocześnie oba wahadła wykonały N drgań. Ale to nie wszystkie - niestety - zarzuty, jakie można postawić cytowanemu artykułowi! Otóż Autor prezentuje dziwną, by nie powiedzieć, skompromitowaną filozofię. "Zazwyczaj bez zastanowienia się przyjmujemy wiadomość o odkryciach naukowych". Według Autora to źle. Bo powinniśmy inaczej. "Przeobraźmy się teraz w filozofa tzw. zaczniemy się domagać, aby poddać problem dylatacji krytycznemu badaniu, żeby sprawdzić, czy poglądy i przekonania związane z dylatacją czasu są oparte na wystarczających dowodach i czy człowiek rozsądny ma powody, by przy nich obstawać." Oj, to bardzo nieładnie pachnie! Czy Autor postuluje, żeby każdy obdarzony zdrowym rozsądkiem fryzjer, kominiarz i sklepowy samodzielnie rozstrzygał o tym czy ma "obstawać" przy istnieniu czarnych dziur lub nadprzewodników wysokotemperaturowych? Niestety, a może raczej na szczęście, zdrowy rozsądek już dawno nie stanowi kryterium prawdy w fizyce!
Jeszcze dziwniejsze od samego tekstu jest to, jakim cudem on się ukazał w tak poważnym czasopiśmie! A muszę dodać, że wstrząśnięty jego treścią natychmiast wysłałem krótkie sprostowanie zarówno do FIZYKI W SZKOLE jak i do FOTONU. Nie tylko nie ukazały się, ale w ogóle obie redakcje mi nie odpowiedziały! Dopiero półtora roku później w numerze 4 FIZYKI W SZKOLE z 1998 roku Tadeusz Pniewski w dużym artykule sprostował błędne rozumowanie Iwana. Może zgodnie z powszechną w kraju tendencją należy powołać specjalną komisję śledczą? A może wystarczy po prostu wyciągnąć wnioski?

I jeszcze jedno. Może lepiej nie "przeobrażajmy się w filozofa"? Po lekturze tego tekstu lepiej widać, ile racji miał Feynman przedstawiając relację między filozofią i fizyką w następujący sposób: fizyka to samochód, a filozofia to przywiązane do niego puste puszki - samochód jedzie naprzód, a puszki wloką się z tyłu robiąc dużo hałasu.

Wersja do druku

do góry