Albert Einstein: Smysl relativity

Email Tisk PDF

einstein obalV listopadu 2015 uplynulo sto let od chvíle, kdy Albert Einstein publikoval své rovnice gravitačního pole a položil tak základ obecné teorii relativity, kterou podrobněji vyložil v následujícím roce a která se dodnes pokládá za nejuspokojivější teorii makrosvěta a vesmíru. Jakýmsi Einsteinovým odkazem je především dílo The Meaning of Relativity, které poprvé vydala Princetonská univerzita roku 1921 a jež nyní poprvé vychází také česky. Na knižní trh ho uvádí nakladatelství Vyšehrad právě dnes, kdy si připomínáme 137 let od Einsteinova narození.

 

 

„Kniha The Meaning of Relativity, vydaná roku 1921 univerzitou v Princetonu, je založena na čtyřech přednáškách, které na ní měl Einstein v květnu téhož roku v rámci Stafford Little Lectures (Henry Stafford Little byl americký právník a mecenáš). Einstein pozdější vydání doplnil závažnými přídavky – v roce 1945 to byl dodatek O kosmologickém problému a v roce 1953 Zobecnění teorie gravitace. Tento dodatek však Einstein ještě přepracoval a zařadil jej do definitivního vydání v roce 1955 pod názvem Relativistická teorie nesymetrického pole. Touto prací se Einsteinovo dílo uzavřelo,“ píše v doslovu k českému vydání knihy Smysl relativity její překladatel, fyzik Jan Novotný.
Einstein považoval knihu za kanonický výklad nejpodstatnější části svého díla (připomeňme ovšem, že je i autorem závažných příspěvků ke kvantové teorii, termodynamice, statistické fyzice a k filozofickým problémům přírodních věd.).
Jan Novotný uvažoval o překladu Einsteinova díla už před půl stoletím. Snahy najít nakladatele však narážely na obavy, jejichž podstatu později vyjádřil Stephen Hawking slovy, že každý vzorec snižuje počet zakoupených výtisků o polovinu. „Jsem proto vděčen nakladatelství Vyšehrad, které se ujalo realizace mého záměru. Věřím, že se najdou čtenáři, kteří vědí, že plné prožití dobrodružství poznání, jak je přináší Einsteinovo dílo, by bez vyspělejší matematiky nebylo úplné,“ píše Novotný.
Publikace vychází s úvodem amerického fyzika a popularizátora vědy Briana Greena, z něhož je i naše ukázka.

 

K tématu také čtěte: Pedro Gil Ferreira: Nádherná teorie

 

Z úvodu Briana Greena k Einsteinově knize Smysl relativity:

Během jediného desetiletí Albert Einstein objevil speciální a poté obecnou teorii relativity a převrátil tím pojmy prostoru a času, kterých se lidé drželi po tisíce let. Přesto se mnozí z nás, přinejmenším intuitivně, stále přiklánějí k těmto vyvráceným pojmům. Prostor si představujeme jako netečné jeviště, na němž se odehrávají vesmírné události. O čase si představujeme, že je zaznamenáván univerzálními hodinami, které tikají stejně zde jako na Marsu či v galaxii Andromedy a kdekoliv jinde, bez ohledu na rozličná prostředí a fyzikální souvislosti. Pro většinu z nás neměnná věčnost prostoru a času patří mezi nejzákladnější vlastnosti reality. Držet se však takovýchto představ znamená držet se předeinsteinovského pohledu, který je nejen teoreticky neudržitelný, ale jak ukázaly četné experimenty, také prokazatelně mylný.
Pro profesionálního fyzika je snadné přivyknout relativitě. Ačkoliv relativistické rovnice byly nejprve udivujícími výroky vyjádřenými v jazyce matematiky, fyzikové dnes vpisují relativitu přímo do matematické mluvnice základní fyziky.
V tomto rámci náležitě formulované matematické rovnice automaticky plně odpovídají relativitě, a kdo si tedy dobře osvojí několik matematických pravidel, je schopen bez překážek se orientovat v Einsteinových objevech. Ale přestože je relativita matematicky systemizována, drtivá většina fyziků by stále přiznala, že jim „nepřešla do krve“. I já si uvědomuji, jak snadné je upadnout do navyklého newtonovského myšlení, v němž jsou prostor a čas nesprávně nazírány jako vzájemně oddělené, nezávislé a neměnné. Ale zároveň jsem schopen zakoušet nezmenšující se obdiv, který pociťuji pokaždé, když si dostatečně povšimnu detailů skrytých v matematice přizpůsobené relativistické úspornosti a stanu tak tváří v tvář pravému smyslu relativity. Prostor a čas tvoří podloží reality. Důsledkem zemětřesení, které na této půdě vyvolala teorie relativity, není nic menšího než zdokonalení našeho základního chápání reality.
Co tedy relativita říká?
V roce 1905 Einstein publikoval v německém časopise Annalen der Physik pod skromným titulem „K elektrodynamice pohybujících se těles“ to, čemu dnes říkáme speciální teorie relativity. Článek vyrůstá z intelektuálního zápasu, který sváděl od svých šestnácti let s matematickým popisem pohybu světla, jak jej objevil v šedesátých letech 19. století James Clerk Maxwell. Stručně řečeno, v rozporu s tím, co bychom očekávali na základě Newtonových rovnic (a zdravého rozumu), Maxwellovy rovnice (jsou-li správně vyloženy) ukazují, že ať se paprsku světla ženete vstříc, nebo před ním prcháte, jeho rychlost vzhledem k vám bude stále stejná, jako kdybyste stáli − ani o kousíček větší či menší. Tato těžko zpochybnitelná konstantnost rychlosti světla vzrušovala na konci devatenáctého a na počátku dvacátého století ty nejpronikavější vědecké duchy, protože sice vycházela z rovnic a byla potvrzována stále přesnějšími měřeními, ale přesto se zdálo, že to nedává smysl. Jak by se světlo nemělo vůči nám pohybovat rychleji, když mu běžíme vstříc a světelný paprsek nás potkává? Jak by se světlo vůči nám nemělo pohybovat pomaleji, když před ním utíkáme? V této záležitosti Einstein všechno změnil. Rychlost je podílem prošlé vzdálenosti a doby, po kterou se daná vzdálenost prochází, a je tak intimně vázáná k pojmům prostoru a času. A jak hlásal Einstein, prostor a čas nejsou – v kontrastu k Newtonovu intuitivně rozumnému popisu – fixní a neměnné. Jsou naopak fluidní a tvárné. Prostor a čas se proměňují, aby udržely jako fixní a věčné něco jiného než sebe samy – rychlost světla, která nezávisí na tom, jak se pohybuje zdroj světla nebo jeho pozorovatel.
Fakticky to znamená, že když měříte délku objektu – ať je to auto, letadlo či cokoliv jiného – za pohybu, výsledek, který dostanete, je menší než v případě, že se objekt nepohybuje. A pozorujete-li pohybující se hodiny, zjistíte, že tikají v pomalejším tempu než stejné hodiny v klidu. Prostě řečeno, pro pohybující se objekt se prostorové vzdálenosti zkracují a čas se zpomaluje. Tyto podivuhodné vlastnosti prostoru a času zůstávaly do roku 1905 zcela skryty, protože byť jsou jejich projevy reálné, zůstávají nepatrné, dokud se uvažované rychlosti neblíží rychlosti světla. Bylo třeba génia, jakým byl Einstein, aby nahlédl za každodenní zkušenost a odhalil skutečnou povahu prostoru a času.

AddThis Social Bookmark Button

Předplatné Literárních novin můžete objednat zde.

Aktualizováno ( Pondělí, 14 Březen 2016 11:30 )  

banner Pidivadlo

Partneři

 Divadlo v Dlouhe logo  logo Českých center

VOŠH logo v barvě
www.vosherecka.cz