من طرف حول النظرية النسبية: الخلفيات الإبستمو –علمية"الجزء الثاني"
ماذا سنستنتج من خلال التجارب السابقة ؟
إن الاستنتاج الأساسي الذي نستخلصه من هذه التجارب هو أن سرعة الضوء ثابتة و لا تتغير ، و هي الثابت الكوني الوحيد ، كما سيعبر أينشتاين، قد يتساءل متسائل و يقول ما علاقة كل هذه التجارب بأينشتاين ؟ ربما الإجابة بسيطة وهي أن هذه التجارب مدت أينشتاين بمسلمته الشهيرة في النسبية الخاصة و التي تقول بثبات و تناهي سرعة الضوء .
أما النتيجة الثانية فلا شي مطلق و لا شي ثابت ، السرعات تتغير حسب مرجعية الحركة، و الزمن بدوره يتغير و يتبدل بالنسبة للمكان.
إذن لقد سددت تجربة مكلسون - مورلي ضربة قوية لفكرة الإطلاق في الطبيعة،فالأطوال و الأبعاد نسبية ، و المسافة بين نقطتين لا يظل مقدارها ثابتا بل تتراوح طولا و قصرا ، لعل هذه هي الفرضية التي انطلق منها كل من فيتزجيرالد و لورنتز من أجل تفسير فشل مكلسون و مورلي .
3 تقلص فيتزجيرالد
افترض فيتزجيرالد أن المسافة يتغير طوله تبعا لاتجاهها و سرعة تحركها و لا علاقة لطبيعة المادة بالتقلص ، فالمسؤول عن التقلص الأجسام – حسب فيتزجيرالد - هو سرعتها و اتجاهها ، فإذا أخذنا مسطرة طولها l تتحرك في الفضاء بسرعة v قريبة من سرعة الضوء فإن طولها سيتقلص حسب معادلة فيتزجيرالد l²=1- v²/c² "لا أتوفر الجدر مربع في حاسوبي لذلك قمت برفع الأس"
من خلال هذه المعادلة نصل إلى استنتاج أساسي مفاد ه أنه لا وجود لأطول ثابتة ومطلقة .
بعد فيتزجيرالد أتى لورنتز - لنقل العبقري لورنتز و الذي يرجع إليه الفضل الكبير في الوصول إلى النسبية الخاصة، ولقد استعان أينشتاين بتحويلات لورنتز أو الإلكتروديناميك النسبي لكي يصل إلى مبادئ النسبية الخاصة و خصوصا تحويلات الزمن - لكي يصل إلى نفس نتيجة فيتز جيرالد ، لكنه لم يكتفي بهذا بل عمم هذا التقلص على الزمن و الكتلة .
4 تحويلات لورنتز "و نسبية الزمن"
عندما ينتقل جسم من عالم الأرض إلى عالم الشمس أو أي كوكب آخر ، من المفروض أن نحدد إحداثيته ، أي الطول x و العرض y و الارتفاع z .
إن الانتقال السالف الذكر يؤدي إلى تقلص الطول x فيما يبقى العرض y و الارتفاع z ثابتين ، وقد ارجع لورنتز تقلص الجسم – تقلص فيتزجيرالد- إلى سرعة الجسم و سيسمي لورنتز هذا التغير باسم الزمن المحلي ، و هنا نلاحظ أن لورنتز استبدل الطول بالزمن، و هو ما يصطلح عليه في الأوساط الفيزيائية بتحويلات لورنتز - أنا هنا أستعمل المعادلات التي استعمل لورنتز بل سأكتفي بالأثر الفسلفي و الابستمولوجي على هذه العملية، لأني لا أتوفر على برنامج اليكتروني يساعدنا على كتابة الرموز الرياضية - . أي محاولات تعميم تجربة فيتزجيرالد على الزمن و سيعتبران الزمن المحلي يتغير بتغير السرعة ، فكلما ازددت السرعة إلا و تمدد الزمن . و بعد ذلك سيعمم هذا القانون على الكتلة و سيعتبر أن الكتلة تتزيد بفعل السرعة.
ما هي النتائج التي نستخلصها من تجارب فيزجيرالد و لورنتز ؟
كاستنتاج مركزي : أدت هذه التجارب إلى قلب راديكالي لمجموعة من المفاهيم كانت تمتاز عما قريب بصيغة مطلقة كالطول و الزمن و الكتلة .
الخلاصة 1 : تقلص الطول
يتقلص الطول بفعل سرعة و اتجاه الحركة وفق المعادلة التالية : l²=1-v²/c
الخلاصة 2 : تمدد الزمن
يرى لورنتز أن الزمن يتمدد بفعل السرعة أي ، أنه ينساب على الأشياء السريعة الحركة أبطء مما لو كان على الأشياء الثابتة و ذلك من خلال المعادلة التالية: t²=1-v²/c² (v سرعة المتحرك ، c سرعة الضوء ، t الزمن )
غذن الزمن نسبي و يتغير حسب الحركة و السكون .
الخلاصة 3 : تزايد الكتلة
حسب نفس التحويلات السابقة تزداد الكتلة بازدياد السرعة ، فكتلة جسم (ما) في حالة السكون تختلف عنه في حالة الحركة ويمكن أن نعبر عن هذه العملية بالمعادلة التالية : m²= m0² /1- v²/c²
تعتبر هذه الخلاصات هي القاعدة الصلبة التي سيبني عليها أينشتاين نظريته حول النسبية الخاصة ، و لكن قبل الانتقال إلى اينشتاين سأقف عند مفارقة غريبة جدا، واجهت فيتزجيرالد و لورنتز .
تقول المفارقة : إذا كان الأثير هو المسؤول عن انكماش و تقلص الأجسام ، فكيف يكون الأثير مادة طبيعية ، ووسط لا مادي يسمح للضوء بالانتشار ؟
وجد أينشتاين حلا لهذه المفارقة ، إذا سيقول أن الخطأ الذي وقع فيه كل من فيتزجيرالد و لورنتز أنهما أعتبر الأثير موجود في الواقع ، وسيعتبر أن الأثير فكرة ميتافيزيقية لجأ إليها علماء القرن 18 و 19 لكي يبرر عجزهم عن تفسير قوانين الطبيعة .
" انتهى الجزء الثاني في الجزء الثالث سأتطرق لمصداقية النظرية النسبية بالوقوف عند مسلماتها وسأحاول أن أكذب كل الإدعاءات التي تقول أن أينشتاين لص أنه سرق مجموعة من الأابحاث و نسبها إلى نفسه ، و سأقف عند الفروق العلمية و الفلسفية بين نسبية أينشتاين و نسبية بوانكاريه"
الإحالة
albert , einstein: la relativité .payot.paris 1990.pp(6_20
* مصطفى قشوح ، الزمن عند ستيفن هوكنغ ،بحث لنيل الإجازة في الفلسفة ، كلية الآداب و العلوم الإنسانية ظهر مهراز فاس . 2008 صص(5-7).
ماذا سنستنتج من خلال التجارب السابقة ؟
إن الاستنتاج الأساسي الذي نستخلصه من هذه التجارب هو أن سرعة الضوء ثابتة و لا تتغير ، و هي الثابت الكوني الوحيد ، كما سيعبر أينشتاين، قد يتساءل متسائل و يقول ما علاقة كل هذه التجارب بأينشتاين ؟ ربما الإجابة بسيطة وهي أن هذه التجارب مدت أينشتاين بمسلمته الشهيرة في النسبية الخاصة و التي تقول بثبات و تناهي سرعة الضوء .
أما النتيجة الثانية فلا شي مطلق و لا شي ثابت ، السرعات تتغير حسب مرجعية الحركة، و الزمن بدوره يتغير و يتبدل بالنسبة للمكان.
إذن لقد سددت تجربة مكلسون - مورلي ضربة قوية لفكرة الإطلاق في الطبيعة،فالأطوال و الأبعاد نسبية ، و المسافة بين نقطتين لا يظل مقدارها ثابتا بل تتراوح طولا و قصرا ، لعل هذه هي الفرضية التي انطلق منها كل من فيتزجيرالد و لورنتز من أجل تفسير فشل مكلسون و مورلي .
3 تقلص فيتزجيرالد
افترض فيتزجيرالد أن المسافة يتغير طوله تبعا لاتجاهها و سرعة تحركها و لا علاقة لطبيعة المادة بالتقلص ، فالمسؤول عن التقلص الأجسام – حسب فيتزجيرالد - هو سرعتها و اتجاهها ، فإذا أخذنا مسطرة طولها l تتحرك في الفضاء بسرعة v قريبة من سرعة الضوء فإن طولها سيتقلص حسب معادلة فيتزجيرالد l²=1- v²/c² "لا أتوفر الجدر مربع في حاسوبي لذلك قمت برفع الأس"
من خلال هذه المعادلة نصل إلى استنتاج أساسي مفاد ه أنه لا وجود لأطول ثابتة ومطلقة .
بعد فيتزجيرالد أتى لورنتز - لنقل العبقري لورنتز و الذي يرجع إليه الفضل الكبير في الوصول إلى النسبية الخاصة، ولقد استعان أينشتاين بتحويلات لورنتز أو الإلكتروديناميك النسبي لكي يصل إلى مبادئ النسبية الخاصة و خصوصا تحويلات الزمن - لكي يصل إلى نفس نتيجة فيتز جيرالد ، لكنه لم يكتفي بهذا بل عمم هذا التقلص على الزمن و الكتلة .
4 تحويلات لورنتز "و نسبية الزمن"
عندما ينتقل جسم من عالم الأرض إلى عالم الشمس أو أي كوكب آخر ، من المفروض أن نحدد إحداثيته ، أي الطول x و العرض y و الارتفاع z .
إن الانتقال السالف الذكر يؤدي إلى تقلص الطول x فيما يبقى العرض y و الارتفاع z ثابتين ، وقد ارجع لورنتز تقلص الجسم – تقلص فيتزجيرالد- إلى سرعة الجسم و سيسمي لورنتز هذا التغير باسم الزمن المحلي ، و هنا نلاحظ أن لورنتز استبدل الطول بالزمن، و هو ما يصطلح عليه في الأوساط الفيزيائية بتحويلات لورنتز - أنا هنا أستعمل المعادلات التي استعمل لورنتز بل سأكتفي بالأثر الفسلفي و الابستمولوجي على هذه العملية، لأني لا أتوفر على برنامج اليكتروني يساعدنا على كتابة الرموز الرياضية - . أي محاولات تعميم تجربة فيتزجيرالد على الزمن و سيعتبران الزمن المحلي يتغير بتغير السرعة ، فكلما ازددت السرعة إلا و تمدد الزمن . و بعد ذلك سيعمم هذا القانون على الكتلة و سيعتبر أن الكتلة تتزيد بفعل السرعة.
ما هي النتائج التي نستخلصها من تجارب فيزجيرالد و لورنتز ؟
كاستنتاج مركزي : أدت هذه التجارب إلى قلب راديكالي لمجموعة من المفاهيم كانت تمتاز عما قريب بصيغة مطلقة كالطول و الزمن و الكتلة .
الخلاصة 1 : تقلص الطول
يتقلص الطول بفعل سرعة و اتجاه الحركة وفق المعادلة التالية : l²=1-v²/c
الخلاصة 2 : تمدد الزمن
يرى لورنتز أن الزمن يتمدد بفعل السرعة أي ، أنه ينساب على الأشياء السريعة الحركة أبطء مما لو كان على الأشياء الثابتة و ذلك من خلال المعادلة التالية: t²=1-v²/c² (v سرعة المتحرك ، c سرعة الضوء ، t الزمن )
غذن الزمن نسبي و يتغير حسب الحركة و السكون .
الخلاصة 3 : تزايد الكتلة
حسب نفس التحويلات السابقة تزداد الكتلة بازدياد السرعة ، فكتلة جسم (ما) في حالة السكون تختلف عنه في حالة الحركة ويمكن أن نعبر عن هذه العملية بالمعادلة التالية : m²= m0² /1- v²/c²
تعتبر هذه الخلاصات هي القاعدة الصلبة التي سيبني عليها أينشتاين نظريته حول النسبية الخاصة ، و لكن قبل الانتقال إلى اينشتاين سأقف عند مفارقة غريبة جدا، واجهت فيتزجيرالد و لورنتز .
تقول المفارقة : إذا كان الأثير هو المسؤول عن انكماش و تقلص الأجسام ، فكيف يكون الأثير مادة طبيعية ، ووسط لا مادي يسمح للضوء بالانتشار ؟
وجد أينشتاين حلا لهذه المفارقة ، إذا سيقول أن الخطأ الذي وقع فيه كل من فيتزجيرالد و لورنتز أنهما أعتبر الأثير موجود في الواقع ، وسيعتبر أن الأثير فكرة ميتافيزيقية لجأ إليها علماء القرن 18 و 19 لكي يبرر عجزهم عن تفسير قوانين الطبيعة .
" انتهى الجزء الثاني في الجزء الثالث سأتطرق لمصداقية النظرية النسبية بالوقوف عند مسلماتها وسأحاول أن أكذب كل الإدعاءات التي تقول أن أينشتاين لص أنه سرق مجموعة من الأابحاث و نسبها إلى نفسه ، و سأقف عند الفروق العلمية و الفلسفية بين نسبية أينشتاين و نسبية بوانكاريه"
الإحالة
albert , einstein: la relativité .payot.paris 1990.pp(6_20
* مصطفى قشوح ، الزمن عند ستيفن هوكنغ ،بحث لنيل الإجازة في الفلسفة ، كلية الآداب و العلوم الإنسانية ظهر مهراز فاس . 2008 صص(5-7).
