FISIKA NEWTONDARRAREN FALTSAZIOA fileNewton-en mekanika eta Einstein-enaren arteko leizea...

3
FISIKA NEWTONDARRAREN FALTSAZIOA Alfonso Mtz. Lizarduikoa Newton jakintsuak "Principia Mathematica" liburu famatua argitaratu zuenaren 300. urteurrena aurten ospatzen ari dela eta, Newton-en teoriari buruzko alderdi filosofikoaz aritzeko eskatu didate. Eta horixe egingo dut hain zuzen. Newton-en teoria, gaur eguneko zientziaren filosofo ospetsu zenbaitek nola ikusten duen azalduko dizuet. Baina kontuz! Filosofo horien jarrerak desmitifikatzaileegiak izango dira, eta beraz, zailak onartzen. Zuek duzue horretan hitza. Lan hau gainera, Newton-en mendeurrena ospatzeko "Elhuyar. Zientzia eta Teknika" aldizkariak argitaratutako azken artikulua da. Metodo zientifikoa, metodo irekia Metodo zientifikoak daraman pro- zesua ondokoa da: 1) Esperimentalki gertaera konkretu ba- tzuei behatzen zaie. Behaketa konk- retu hauek askotan enuntziatu singu- lar hitzaren bidez adierazten dira. 2) Behaketa-multzo egoki bat dauka- gunean eta metodo induktiboa erabi- liz, hipotesi orokor batera heltzen gara. 3) Gero hipotesi orokor horri lege de- duktiboak aplikatuz, gertaera berriak deskribatzen dira eta baita indukzioa egin baino lehen genituen gertaera zaharrak ere. 4) Baina prozesu hau ez da ziklo horre- tan ixten. Denbora pasata lege berria- rekin ados ez dagoen zenbait beha- keta azaltzen hasten da eta anomalia horiek denborarekin handitu egiten dira, kalitatez nahiz kantitatez. Eta une historiko batean lehen genuen lege berria (edo teoria) krisian sartzen da. Krisi horren erantzunak teoria berri bat sorterazten du. Beraz: Sistema ireki honen prozesuan lor- tutako legeak gero eta eremu zabalgoak betetzen dituzte (L 1 < L 2 < L 3 ...). Hau da hain zuzen, laburki esanda, metodo zientifikoaren funtzionamendua. Newton-en metodoa eta metodo zientifikoa Newton-en teoria izan da histori- koki aipatu den adibidea metodo zienti- fikoaren funtzionamendua azaltzeko. Newton-en garaian jadanik zenbait lege mekaniko ezagutzen zen (Kepler-en legeak, erorketa askea, itsas mareak, kometen legeak, etab...), baina lege ho- rien arteko lokarririk ez zegoen. Newton- ek, abstrakzio- (indukzio-) prozesu baten bitartez mekanika orokor bat sorterazi zuen, mekanika klasikoaren oinarriak jarri zituen eta horen gain XVIII. eta XIX. mendeetan zehar oso edifizio konplexu eta heldua eraiki da. Eraikuntza horretan Kant-ek parte hartu zuen Newton-en sis- tema fisikoari oinarri filosofikoa ematen. Euler-ek eta Laplace-k sistema fisikoa- ren matematizazioa betetzen dute New- ton-en aparatuari izugarrizko boterea emanez. Zentzu horretan aipatzekoa da mekanika klasikoak fenomenoak aurre- sateko duen gaitasuna. Gaitasun hori publiko egin zen astronomiarekin. 1846. urtean Urano planetak bere

Transcript of FISIKA NEWTONDARRAREN FALTSAZIOA fileNewton-en mekanika eta Einstein-enaren arteko leizea...

FISIKANEWTONDARRAREN

FALTSAZIOAAlfonso Mtz. Lizarduikoa

Newton jakintsuak "Principia Mathematica" liburu famatuaargitaratu zuenaren 300. urteurrena aurten ospatzen ari dela eta,

Newton-en teoriari buruzko alderdi filosofikoaz aritzeko eskatu didate.Eta horixe egingo dut hain zuzen. Newton-en teoria, gaur eguneko

zientziaren filosofo ospetsu zenbaitek nola ikusten duen azaldukodizuet. Baina kontuz! Filosofo horien jarrerak desmitifikatzaileegiak

izango dira, eta beraz, zailak onartzen. Zuek duzue horretan hitza. Lanhau gainera, Newton-en mendeurrena ospatzeko "Elhuyar. Zientzia eta

Teknika" aldizkariak argitaratutako azken artikulua da.

Metodo zientifikoa, metodoirekia

Metodo zientifikoak daraman pro-zesua ondokoa da:

1) Esperimentalki gertaera konkretu ba-tzuei behatzen zaie. Behaketa konk-retu hauek askotan enuntziatu singu-lar hitzaren bidez adierazten dira.

2) Behaketa-multzo egoki bat dauka-gunean eta metodo induktiboa erabi-liz, hipotesi orokor batera heltzen gara.

3) Gero hipotesi orokor horri lege de-duktiboak aplikatuz, gertaera berriakdeskribatzen dira eta baita indukzioaegin baino lehen genituen gertaerazaharrak ere.

4) Baina prozesu hau ez da ziklo horre-tan ixten. Denbora pasata lege berria-rekin ados ez dagoen zenbait beha-keta azaltzen hasten da eta anomaliahoriek denborarekin handitu egitendira, kalitatez nahiz kantitatez. Etaune historiko batean lehen genuenlege berria (edo teoria) krisian sartzenda.

Krisi horren erantzunak teoria berribat sorterazten du. Beraz:

Sistema ireki honen prozesuan lor-tutako legeak gero eta eremu zabalgoakbetetzen dituzte (L

1 < L

2 < L

3...).

Hau da hain zuzen, laburki esanda,metodo zientifikoaren funtzionamendua.

Newton-en metodoa etametodo zientifikoa

Newton-en teoria izan da histori-koki aipatu den adibidea metodo zienti-

fikoaren funtzionamendua azaltzeko.Newton-en garaian jadanik zenbait

lege mekaniko ezagutzen zen (Kepler-enlegeak, erorketa askea, itsas mareak,kometen legeak, etab...), baina lege ho-rien arteko lokarririk ez zegoen. Newton-ek, abstrakzio- (indukzio-) prozesu batenbitartez mekanika orokor bat sorterazizuen, mekanika klasikoaren oinarriak jarrizituen eta horen gain XVIII. eta XIX.mendeetan zehar oso edifizio konplexu

eta heldua eraiki da. Eraikuntza horretanKant-ek parte hartu zuen Newton-en sis-tema fisikoari oinarri filosofikoa ematen.Euler-ek eta Laplace-k sistema fisikoa-ren matematizazioa betetzen dute New-ton-en aparatuari izugarrizko botereaemanez. Zentzu horretan aipatzekoa damekanika klasikoak fenomenoak aurre-sateko duen gaitasuna. Gaitasun horipubliko egin zen astronomiarekin.

1846. urtean Urano planetak bere

dinamika eta Newton-ena inkonpatibleakdira. Einstein-en teoria onartzen badugu,onartze horrek Newton-en teoria errefu-satzera bultzatzen gaitu.

Newton-en mekanika etaEinstein-enaren artekoleizea gaindiezina

Mekanika erlatibistatik baldintzazenbait jartzen baldin bada (adibidez,inertzi sistemen arteko abiadura erlatiboaoso txikia bada) posible da mekanikanewtondarra lortzea. Beraz, badirudimekanika klasikoa erlatibitatearen bar-neko egitura berezi bat dela. Eta mailabatean horrela da. Neurketarekiko, duda-rik gabe, mekanika klasikoa eta erlatibis-ta lotuta daude (lehena bigarrenaren kasu

orbitetan zituen anomaliak aztertzen(Newton-en grabitazioaren teoria erabi-liz) beste planeta baten existentzia pos-tulatu zen. Gottfried Galle astronomoak,geroago teoriak aurresaten zuen Ortzea-ren toki zehatz batean Neptuno aurkituzuen. Horrela jende guztiaren arteanNewton-en teoriaren baliagarritasunenpirikoa egiaztatu egin zen.

Eredu newtondarra bere heldutasu-nean oso sistema konplexua izango da etasistema zinetiko-gorpuzkular deitukozaio. Sistema honen bidez unibertsoangarai hartan ezagutzen ziren fenomenoguztiak (elektromagnetikoak ezik) higi-duran dauden zatikien funtzioan defini-tuak agertzen dira).

Baina hain boteretsu eta osorikazaltzen zen sistema honetan ere, kon-fliktibo ziren behaketak sortzen hasi zit-zaizkion. Adibidez, argiaren abiadurazhigitzen den jariakina ez dator bat meka-nika klasikoak aurresaten zituen balioe-kin, atomoan dauden elektroien orbitekzergatik irauten duten misterioa da etagorputz beltzaren erradiazioa zer esanikez. Arazo guzti hauek (eta beste zenbait-zuek) mekanika klasikoa krisian jarrizuten, gaur egungo fisikaren muin direnteoriak sortu arte (Erlatibitatearen teoriaeta mekanika kuantikoa).

Badirudi beraz (zientzilari askokhorrela onartzen du) Newtonen teoriarenkasuan metodologia zientifikoaren fun-tzionamendua zehatz-mehatz betetzendela.

zientifiko gehiago betetzen bait dute.Baina, eta hau da Kuhn-en erizpide origi-nala, eboluzio horiek ez dira jarraiak;diskretuak baizik. Zientziaren historiaaztertzen badugu, garbi ikus daiteke al-dakuntza zientifikoak saltoka ematendirela eta prozesu zientifikoa iraultzenbidez gertatzen dela (eta ez metatzearenbidez).

Saltoka ari den prozesu honetan,jauzi bakoitzean paradigmaren (1) or-dezkapen bat gertatzen da, paradigmaberriak zaharra ukatzen duelarik. Beraz,teoria berriak ez du aurrekoa behar, pro-zesu baten katemaila bezala. Ez. Teoriaberriak zaharra hautsi egiten du. Teoria(paradigma) zaharra eta berria elkarte-zinak dira; bateraezinak. Beraz, lehenmetodo zientifikoan azaldu dugun eske-

ma ez da baliagarri eta ondoko beste eraninterpretatu behar da.

Eskema honen arabera (Kuhn-ena)

berezi bat da). Konbentzionalista batent-zat eta instrumentalista batentzat hemenbukatzen da diskusioa, zeren eta teoriakNatura menperatzeko tresna erabilgarriakbaino ez bait dira.

teoria zaharrek ez dute ezer aportatzenberrietarako. Teoria bakoitzak gero etaezagutzaren eremu zabalagoa estaltzendu, baina teoria horien arteko erlaziologikorik ez dago.

Honen arabera beraz, Einstein-en

Zientzia saltoka ote dabil

T.S. Kuhn, zientziaren filosofoospetsuak dioenez teoria zientifikoaketengabeko eboluzioan daude. Eboluziohorretan aurrerakuntzak gertatzen dira,zeren teoria berriek zaharrek baino arazo

Baina errealistarentzat gauzak ezdira horrela. Errealistarentzat teoria zien-tifikoak tresnak dira.

Baina tresna horiek ez dira Naturamenperatzeko bakarrik. Natura ulertzekobaizik. Eta horren arabera, teoria batenneurketak baino interes handiagoa hart-zen dute kontzeptuek.

Esandako guzti hau oso garran-tzitsua da Newton-en eta Einstein-enteoriak aztertzen ditugunean, zeren etamekanika newtondarrak erabiltzen dituenkontzeptuak (luzera, masa, etab...) etamekanika erlatibistak erabiltzen dituenak(luzera erlatibista eta masa erlatibista)zeharo desberdinak bait dira. Adibidez,luzera mekanika klasikoan espektrokouhin-luzeraren bidez definitua gelditzenda, baina luzera erlatibista definitzekoelementu berri bat sartzen da; inertzi sis-temen artean dagoen abiadura erlatiboa.Masarekin beste horrenbeste gertatukolitzateke.

Hortaz, bi teoria horien esangura

Newton 60 urte zituenean.

Jantziak Cambridgen XVII.mendean. 3. Trinity College

delakoko graduatugabea.5 Backelor of Arts.

7, 8, 9 eta 10 Master of Arts.

masa erlatibista eta luzera erlatibistabirdefinitzeko, teorian agertzen direnelementuak bakarrik erabiliz.

Bide honetatik abiatuz, hasieranizenburutzat agertzen zen esaldia baieztadaiteke: Newton-en mekanikaren etaEinstein-en mekanikaren artean gain-diezinezko leizea dago.

Nola baloratu teoria zientifi-koak?

Orain arte esandakoarekin koheren-te izateko, eta ondorio bezala, honakoabaieztatuko dugu:

— Einstein-en teoria egia baldin bada(eta oraingoz badela dirudi) Newton-en teoria faltsua da (nahiz eta bal-dintza konkretu batzuetan erabilgarriaizan).

— Erlatibitatearen ordezkoa sortzen de-nean, erlatibitatea faltsua dela esangodugu eta egiazkoa berria.

— Teoria bati eska diezaiokegun gauzabakarra hau da: bere kontzeptuenarabera unibertsoaz ikuskera kohe-rentea ematea.

— Prozesu historiko honetan norantzabihur daiteke eta luzaroan faltsutzat

fisikoa desberdina da, nahiz eta egoerakonkretu batzuetan neurketak berdineman.

Baina ez hori bakarrik. Kuhn-en etaFeyerabend-en eritziz, teoria horiek ezdira desberdinak; baztertzaileak baizik.Alegia, mekanika newtondarrean masakontzeptua erabiltzen badugu, horrek zeraesan nahi du: erlatibitatean ezin dugulamasa hitza erabili, eta hori egiten badugu(eta egiten da normalean) oso nahasketaarriskutsua sartzen ari gara teoria horrenkontzeptualizazioan. Zentzu horretan hauesan daiteke: gaur eguneko zientzilaribatzuk esfortzu handiak egiten ari direla

hartuak izan diren teoriak berriz erre-kuperatuak izan daitezke. Materiarenuhin/gorputz izakeraren historia lu-zea, adibide argi bat izan daiteke.

— Zientzia beraz, etengabe aldatzen arida gero eta teoria zabalagoak eta kon-prenigarriagoak egituratzen, baina ezdakigu (eta ez dago jakiterik) egiaz-koak edo faltsuak diren.

— Teoria berri bakoitzak egiten duena,errealitateaz ikuskera berri bat ema-tea da.

OHARRAK

(1) paradigma Kuhn-en eritziz,mundu zientifikoak unibertsalkionartzen duen markoa da, non den-bora-tarte luze batean fenomenoeninterpretazioa nahiz ikerketa zien-tifikoa zuzentzen diren. Zentzu horr-etan beraz, Newton-en mekanika etaEinstein-ena paradigmen bi adibidegarbi dira.