Természet és Társadalom, 1954 (113. évfolyam, 1-12. szám)

1954-01-01 / 1. szám

o­gásokat, megismertet a sebesség, a gyorsulás és más hasonló tényezők fogalmával. A bolygók mozgásának tanulmányozásával, a csillagászatnak e klasszikus fejezetével kapcsolat­ban a leírás és előrejelzés szakaszát nem lehet egy­mástól élesen elkülöníteni, mivel a mozgások itt periodikusak és így a leírás már­ magában véve le­hetővé teszi a jövőre való következtetést. A bevezetőben felsorolt harmadik tévedéssel már a második periódus, az előrekövetkeztetések szakasza számolt le. Amint láttuk, ennek a tévedés­nek lényege az volt, hogy igen sokáig nem voltak tisztában azzal: a testre ható külső erő a sebesség megváltozását, a gyorsulást hozza létre. (Ez lehet negatív is, akkor tulajdonképpen lassúbbodásról van szó.) A sebességnek ez a megváltozása, a gyorsulás az, ami az erőre jellemző, és nem a testnek a sebes­sége. E tévedés eloszlatása Galilei és Newton nevé­hez fűződik. Az ő felismeréseik értették meg azt, hogy az erő fogalma a gyorsulással kapcsolódik össze, ezzel a fogalommal, amelyik tehát mélyeb­ben tükrözi az összefüggéseket, mint a sebesség. Ez a fölfedezés teljesen új megvilágításba he­lyezte a bolygók mozgásainak kérdését. Tekintsük csak a bolygóknak kör- vagy ellipszisalakú pályán való mozgását. Az erő fogalmával kapcsolatos ad­digi nézetek szerint, mivel az erő a sebességgel ará­nyos,­a bolygókat a Nap körül keringésre kénysze­rítő erőnek az érintő irányában kellene hatnia. Ab­ban a pillanatban azonban, amikor megtörtént a nagy fordulat e tévedés eloszlatása terén és vilá­gossá vált az erőnek a gyorsulással való arányos­sága, kiderült, hogy ez az erő, mely a bolygókat mozgatja, a Napot a bolygóval összekötő egyenes irányában, a Nap felé eső irányban hat. , Newton e harmadik tévedést eloszlató felfede­zés alapján rendszerezte a mozgásokat és világossá vált számára, hogy a földre dobott kő mozgása, a Holdnak földkörüli keringése, a Földnek és a többi bolygónak Nap körüli keringése mind ugyanazon törvény alapján történik, a gravitáció törvénye alapján és hogy az itt fellépő erő arányos a vonzó tömegekkel és fordítottan arányos a közöttük levő távolság négyzetével. Newton e törvényével kapcsolatban érdekes je­lenségnek lehetünk tanúi, amely a tudomány törté­netében gyakran ismétlődik. Newton egyszerű tör­vényéből nagyon jól le lehet vezetni Kepler három, aránylag bonyolult törvényét és ezeket a törvénye­ket viszont csak Newton törvényének alapján ért­hetjük meg. Ekkor válik nyilvánvalóvá az, ami ad­dig érthetetlennek tűnt, hogy a bolygók keringéside­jének négyzetei vájjon miért aránylanak úgy, mint a Naptól való középtávolságok harmadik hatvá­nyai? Mindez és Kepler egyéb törvényei is Newton egyszerű megállapításából levezethetők. Kepler tör­vényei bonyolultak, Newton megállapításai egysze­rűek. Meg kell azonban jegyezni, hogy az egyszerű­ség a tudományban nem azt jelenti, hogy a jelen­ség leírása népszerű nyelven, közérthetően történik. A tudomány a valóságot egyre jobban és egyre pontosabban igyekszik tükrözni. Ennek során a meg­figyelések egyre hosszadalmasabbak lesznek, de a törvények egyre általánosabbak, ezért elvontabbak. De ezekből az általános törvényekből a következte­tések egyszerűbbek lesznek. Nézzük csak meg — hogy ezt a dolgot jobban megértsük — Kepler törvényeit. Tycho de­­ Brahe nagyszámú megfigyelése alapján Kepler megálla­pította a bolygók mozgását leíró törvényeket. Ez volt az első szakasz. A második szakasz magasabb fokú: Newton megalkotta törvényeit, amelyekből a Kepler törvényei elég bonyolult matematikai úton levezethetők. A csillagászat törvényeiben ez feltét­lenül egyszerűsödést jelent, mert egyetlen alapvető törvényszerűségből, a dedukció segítségével, több más törvényt levezethetünk. De még ezzel nem merítettük ki a témát. Kep­ler törvényei helyesek, de tudjuk, hogy csak bizo­nyos körülmények között, bizonyos területen, bizo­nyos fokú pontossággal. A törvények helyesek ak­kor, ha a bolygók tömege összehasonlíthatatlanul kisebb a Nap tömegénél. Ha azonban a Nap tömege megegyező nagyságrendű lenne a bolygókéval, a Kepler-törvények már nem bizonyulnának helyes­nek. Newton elmélete megállapítja azt, hogy Kepler törvényei igen jól megközelítik ugyan a valóságot, de csak megközelítik és a Newton-féle elmélet ezért a Kepler-törvényeknél jobb és igazabb képet ad a valóságról. Most nézzük tovább a fejlődés vonalát, nézzük meg azt, hogy ez a Newtontól és részben Galileitől eredő elmélet miképpen kapcsolódik Kopernikusz felfedezéséhez. A Newton-féle elmélet, vagyis a mozgás Newtontól megalkotott törvényei szintén csak bizonyos körülmények között érvényesek. Ér­vényes például a newtoni elmélet egy szobában, ahol egy golyót egy lapos asztalra ráhelyezve és elindítva, az a tehetetlenség törvényénél fogva csaknem egyenletes mozgással halad előre. Ha az asztal igen jól lenne politúrozva, akkor a magára hagyott golyó még hosszabb ideig mozogna és még jobban megközelítené azt az egyenletes mozgást, amelyet Newton tehetetlenségi törvénye megköve­tel. Képzeljük el azonban azt, hogy körhintán va­gyunk, vagy a szoba forogni kezdene tengelye kö­rül. Ebben az esetben a golyó, mint tudjuk, lere­pülne az asztalról, tehát az ilyen forgó szobában elvégzett kísérlet egyáltalában nem igazolná New­ton törvényét abban a formában, ahogy ő azt ki­mondotta. Ez pedig azt jelenti, hogy Newton törvé­nyei csak bizonyos körülmények között érvényesek és nem állnak fenn a körhintán végbemenő mozgá­sok esetében. Tehát nem lehetnek érvényesek szi­gorúan a Földgolyón sem, mely Kopernikusz megál­lapítása szerint a körhintára emlékeztető forgómoz­ Kopernikusz

Next