Zinātniskā vēsture un mācības mūsdienu topošajām idejām

Pēc simts gadiem zinātnes un tehnoloģiju vēsturnieki atskatīsies uz mūsu laikmetu un brīnīsies par teorijām, eksperimentiem un atklājumiem, kas raksturo mūsu laikmetu.

Taču viņi arī apmulsīs mūsu laika zinātniskos šķēršļus: teorijas un idejas, kas izkrita malā, jo izrādījās nepareizas, nepareizas vai vienkārši muļķīgas.

Tas neizbēgami rada interesantu jautājumu: cik daudz no tā, ko mēs uzskatām par galveno izmeklēšanu, ietilpst šajā vislabāk aizmirstās zinātnes kategorijā?

Viens veids, kā pieiet šim jautājumam, ir izpētīt mūsu pašu attieksmi pret zinātni 19. gadsimta beigās un 20. gadsimta sākumā.

Populārais konts ir nedaudz līdzīgs šim. Šo laikmetu raksturoja sajūta, ka Visumu vairāk vai mazāk pilnībā var aprakstīt ar Ņūtona mehānikas likumiem, termodinamikas likumiem un Maksvela elektromagnētisko teoriju.

Viss bija labi, izņemot vienu vai divas nelielas plaisas, kuras visi gaidīja, varēja viegli aizlīmēt ar papīru. Protams, tie galu galā izraisīja divas no lielākajām zinātniskās domāšanas revolūcijām: Maksa Planka kvantu teoriju 1900. gadā un Einšteina īpašās un vispārējās relativitātes teorijas dažus gadus vēlāk.

Tomēr šis populārais konts par zemu novērtē tā laika zinātnisko debašu sarežģītību. Jo īpaši tas nespēj aptvert, cik lielā mērā daudzas galvenās zinātniskās idejas izrādījās iespaidīgi nepareizas. Šīs idejas tika plaši apspriestas, ļoti lolotas un daudzos gadījumos plaši atbalstītas. Tagad šie zinātnes šķēršļi ir lielā mērā aizmirsti.

Šodien Helge Kragh no Orhausas Universitātes Dānijā atklāj rekordu, atkārtoti pārbaudot gadsimta beigu jeb fin-de-siecle fiziku un idejas, kas tajā dominēja. Ir daudz ko mācīties no viņa stāstiem.

Viena lielā mērā aizmirsta epizode bija vispārējā neapmierinātība šajā laikā ar jēdzienu “matērija”. Šķiet, ka dažādi domu virzieni liek domāt, ka ideja par atomisku Visumu, kas veidots no matērijas pamatvienībām, ir kļūdains.

Piemēram, termodinamikas likumiem bija jēga tikai tad, ja atomi bija stingri ķermeņi bez iekšējas struktūras. Un tomēr pierādījumi no spektroskopiskiem eksperimentiem liecināja, ka atomiem ir jābūt iekšējai struktūrai. Frāze jautājums ir miris kļuva par plaši izmantotu frāzi tajā laikā, un, protams, kaut kam bija jādod.

Viens no šīs problēmas galvenajiem risinājumiem balstījās uz domu, ka matērija nav Visuma pamatīpašība, bet gan radusies. Tas sakrita ar pieaugošo izpratni, ka dažādas enerģijas formas – kinētiskā, potenciālā, ķīmiskā, termiskā utt. – ir vienas un tās pašas izpausmes. Tātad, iespējams, matērija arī bija tikai cits enerģijas veids.

Šī ideja, kas kļuva pazīstama kā enerģētika, daudzus gadus baudīja spēcīgu atbalstu. Tā uzskatīja, ka, tā kā Ņūtona likumus var aprakstīt tikai ar enerģiju, nav vajadzīga hipotēze par atomiem. Šī bija grandioza vienota Visuma teorija, un viens no tās galvenajiem atbalstītājiem bija Vilhelms Ostvalds, kurš vēlāk ieguva Nobela prēmiju ķīmijā par darbu pie katalizatoriem.

Sarunā 1895. gadā Ostvalds teica: Visdaudzsološākā zinātniskā dāvana, ko noslēdzošais gadsimts var piedāvāt augošajam gadsimtam, ir materiālistiskā pasaules uzskata aizstāšana ar enerģētisko pasaules uzskatu.

Cits risinājums radās no gaismojošā ētera jēdziena, kas dominēja zinātniskajā domāšanā tādā veidā, kādu mūsdienās ir grūti iedomāties. Pamatproblēma nebija ētera esamība vai nē, bet gan ētera būtība un tā mijiedarbība ar matēriju, saka Krags.

Plaši tika uzskatīts, ka ēteris ir Visuma pamatklints, no kura radās visas pārējās lietas. Daudzi fiziķi sludināja, ka ēteris būs pamats grandiozai vienotai teorijai par visu, tostarp, ironiski, Alberts Miķelsons.

Vienu teoriju, kas tika plaši apspriesta vairākus gadus, izvirzīja Viljams Tomsons jeb lords Kelvins, kurš uzskatīja, ka atomi ir virpuļi ēterī. Interesanti, ka fiziķi nekad nav pierādījuši, ka šī ideja ir nepareiza. Tā vietā tas vienkārši beidzās.

Pēc tam bija dažādi atklājumi, kas izrādījās nedaudz vairāk par vēlmēm. Viljama Rentgena 1895. gadā atklājot rentgena starus, tika paziņots par citu staru apjukumu, piemēram, N-stariem, melno gaismu, pozitīvās elektrības stariem, Mozera stariem, selēna stariem un magnētiskajiem stariem.

Tas viss izrādījās iesaistīto fiziķu auglīgās iztēles auglis; sava veida staru histērijas rezultāts.

Krage aizraujoši detalizēti apraksta dažādas citas epizodes. Interesanti, protams, ir tas, cik lielā mērā ir iespējams vilkt paralēles starp zinātnes tendencēm toreizējo un tagadējo.

Pēdējo 20 gadu laikā ir pieaugusi sajūta, ka dažādas informācijas formas – ģenētiskā, digitālā, entropiskā utt. – ir viena un tā paša izpausmes. Turklāt ir liela interese par lomu, kāda informācijai varētu būt fizikas likumos. Vai varētu būt, ka informācija ir fundamentālāka par masas vai pat enerģijas jēdzieniem? Varbūt fizikas likumiem ir jārodas no tās īpašībām, ja vien mēs varētu tos atšifrēt?

Pēc tam tiek meklēta tumšā matērija, noslēpumaina viela, kas piepilda Visumu, lai gan mēs to nevaram redzēt, sajust vai pat izmērīt.

Un, protams, ir dažādas teorijas par visu, kas koncentrējas uz kvantu mehānikas un relativitātes apvienošanu, vienlaikus paredzot dažādas papildu dimensijas, citus Visumus un pat bezgalīgu skaitu to.

Cik daudz no tā pēc simts gadiem šķitīs nebūtisks, dīvains vai nepareizs? To nav iespējams pateikt, bet paralēles ar dažām epizodēm pirms simts gadiem rada izklaidējošus minējumus.

Krags skaidri parāda, ka tikai neliela daļa no galvenajām zinātniskajām debatēm 1890. gados ir aktuāla mūsdienās. Un nav iemesla domāt, ka tas pats nebūs taisnība, kad vēsturnieki pārvērtēs 21. gadsimta sākuma zinātni pēc simts gadiem.

Atsauce: arxiv.org/abs/1207.2016 : Krīzes sajūta: fizika Fin-De-Siècle laikmetā

paslēpties