Wprowadzenie do kursów fizyki

Opracowanie zawiera zwięzłą charakterystykę metodologii fizyki, tj. opis metod ba-dawczych stosowanych we współczesnej fizyce (rozdziały 1. oraz 4.). Przedstawione sązagadnienia dotyczące wielkości fizycznych i układu jednostek SI (rozdział 2.), analizywymiarowej (rozdział 3.), biegłego szacowania wartości wielkości fizycznych (rozdział4.), terminologii (rozdział 5). Opracowanie zamykają uwagi prof. Łukasza Turskiego(rozdział 6.) o znaczeniu nauki dla dalszego rozwoju cywilizacyjnego oraz przykładrozumowania pseudonaukowego, charakterystycznego dla sekty religijnej (rozdział 7).

1 Metodologia fizyki

W tym rozdziale zdefiniujemy pojęcie nauki, odpowiemy na pytanie co to jest fizyka,dokonamy jej podziału oraz przedstawimy krótko metody stosowane przez fizyków dobadania właściwości ciał, materiałów oraz zjawisk zachodzących w naturze.

1.1 Nauka — znaczenie terminu

Rozpoczniemy od odpowiedzi na pytanie: Co to jest nauka?Rada Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego zaproponowała następujące znacze-

nie tego terminu:Nauka to systematyczne przedsięwzięcie gromadzenia wiedzy o świecie

i porządkowania tej wiedzy w zwartej postaci weryfikowalnych praw i teorii.Sukces i wiarygodność nauki są oparte na gotowości naukowców do:

1. Poddawania (wystawiania) swoich idei i wyników na niezależne spraw-dzanie (weryfikowanie) i odtwarzanie przez innych naukowców; wymagato pełnej i otwartej wymiany danych, procedur i materiałów.

2. Porzucania (odstępowaniu) lub modyfikowania przyjętych wniosków,kiedy zostają one skonfrontowane z pełniejszymi lub bardziej wiary-godnymi dowodami doświadczalnymi.

Stosowanie się do powyższych zasad dostarcza mechanizmu samokorek-cji, który jest fundamentem wiarygodności nauki.

Nauka spełniająca wyżej wymienione wymagania można określać mianem naukitwardej1, co odpowiada w języku angielskim słowu science i odróżnia ją od naukmiękkich.

Znaczeniu nauki dla współczesnego świata jest poświęcony rozdział 6 pt. Ocali nasnauka.

1Taki typ nauki cechuje otwartość, transparentność i to, że jest falsyfikowalna w sensie zapropono-wanym przez K. Poppera.

1

1.2 Fizyka

Fizyka to podstawowa nauka przyrodnicza. Zajmuje się badaniem właściwości materiii zjawisk zachodzących we Wszechświecie oraz wykrywaniem ogólnych praw, którym tezjawiska podlegają. Pod pojęciem Wszechświatu rozumiemy dostępny doświadczeniu2

obszar czasoprzestrzeni.Nowożytną fizykę rozwijaną od wieku XVI do dzisiaj można podzielić na:

1. Fizykę klasyczną obejmującą mechanikę, termodynamikę i elektromagnetyzm.

2. Fizykę postklasyczną3, do której zaliczamy: szczególną i ogólną teorię względności,mechanikę kwantową (w tym fizykę: atomu, jądra atomowego, ciała stałego), elek-trodynamikę kwantową, fizykę cząstek elementarnych i astrofizykę. Te dziedzinypowstały w wieku XX.

1.3 Metodologia fizyki

Fizyka wypracowała odpowiednią metodologię, u podstaw której leży założenie o tym,że Wszechświat istnieje obiektywnie i jest poznawalny. Metoda badawcza fizyki polegana:

• obserwowaniu rzeczy (ciał) i zjawisk,

• wykonywaniu eksperymentów (także myślowych i komputerowych),

• wyciąganiu i formułowaniu wniosków w postaci możliwie ogólnych teorii,

• weryfikacji doświadczalnej zaproponowanych teorii.

Obserwacje i eksperymentowanie stanowią domenę głównie fizyki doświadczalneji związane są w naturalny sposób z planowaniem i projektowaniem doświadczeń. Toz kolei wymaga twórczego myślenia — odgrywającego istotną rolę na etapie przygoto-wywania i przeprowadzania eksperymentów — oraz umiejętności abstrahowania polega-jącego na odróżnianiu istotnych od nieistotnych elementów i czynników w prowadzanychbadaniach. Fizyk przed przystąpieniem do wykonywania doświadczeń musi skonstru-ować i zbudować stanowisko pomiarowe, co pociąga za sobą konieczność stosowaniabardzo złożonych i kosztownych przyrządów lub urządzeń. Przykładowo koszt Wiel-kiego Zderzacza Hadronów, rys. 1, (LHC) to jedno z najbardziej skomplikowanych izaawansowanych technologicznie przedsięwzięć w historii ludzkości, którego koszt prze-kroczył już 6 mld Euro.

Podobnie ma się sprawa z międzynarodowym projektem skonstruowania reaktoratermojądrowego ITER (rys. 2), w którym w sposób kontrolowany będzie można prze-2Znaczenia terminów zredagowanych czcionką, jakiej użyto w słowie doświadczenie są podane

w słowniku terminologicznym w rozdziale 5.3Za datę narodzin fizyki postklasycznej można umownie przyjąć rok 1900 (należący do wieku XIX),

kiedy to Max Planck podał wzór określający zależność spektralnej zdolności emisyjnej ciała dosko-nale czarnego od częstotliwości i temperatury. Miało to miejsce na dwóch zebraniach NiemieckiegoTowarzystwa Fizycznego, które odbyły sie w Berlinie 19 października i 14 grudnia 1900 roku.

2

Rysunek 1: Schemat laboratorium CERN; prędkość protonów w wiązce LHC wynosi0, 999999991c = (1− 9 · 10−9)c.

prowadzać fuzję lekkich jąder; rys. 3. Koszt przedsięwzięcia znacznie większy od środkówfinansowych przeznaczonych na zbudowanie i uruchomienie LHC.

Twórcze myślenie i wnioskowanie indukcyjne stanowią główną domenę fizyki te-oretycznej4 i odgrywają najistotniejszą rolę w procesie opracowywania wyników ob-serwacji i pomiarów. Fizyk–teoretyk (ale nie tylko) poszukuje prawidłowości ukrytychw danych doświadczalnych, formułuje na ich podstawie wnioski, hipotezy, uogólnienia,nowe pojęcia i idee, modele i teorie, prawa i zasady. Teorie fizyczne nie są li tylko prostąkonsekwencją obserwacji i doświadczeń choć są wynikiem dążenia do ich wyjaśnienia,zracjonalizowania lub uporządkowania. Wyniki doświadczeń mogą inspirować formuło-wanie teorii fizycznych, które są następnie akceptowane lub nie w oparciu o obserwacjei eksperymenty5.

4W tym kontekście laureat nagrody Nobla Leon Lederman napisał: Niewątpliwie teoretykom nieza-służenie przypisuje się część zasług za dokonanie pewnych odkryć. Sekwencję „teoretyk, eksperymen-tator, odkrycie” porównywano czasem do sekwencji „farmer, świnia, trufle”. Farmer prowadzi świnięw okolice, gdzie być może rosną trufle. Świnia wytrwale ich szuka, wreszcie znajduje, a gdy zamierzaje pożreć, farmer zabiera je dla siebie.5W naukach przyrodniczych akceptowane są teorie falsyfikowalne, tj. takie których przewidywania

i wnioski można eksperymentalnie obalić, tj. wskazać na ich fałszywość. Mówimy wówczas, że danateoria (model) została sfalsyfikowana. Jest to podejście o ograniczonym zakresie stosowalności z uwa-gi na to, że wyniki pomiarów są obarczone niepewnościami pomiarowymi. W tym sensie absolutnie

3

Rysunek 2: Schemat reakcji lekkich jąder.

W celu zrozumienia grupy podobnych zjawisk fizycznych lub właściwości obiektówposługujemy się modelami i modelowaniem.

Pod pojęciem modelu rozumiemy zarówno teoretyczny jak i fizyczny obiekt, któregoobserwacja lub analiza ułatwia i umożliwia poznanie właściwości lub rozwiązanie innegobadanego obiektu lub zjawiska. Modele formułujemy w celu poglądowego i przybliżone-go wyobrażenia sobie myślowego lub wizualnego obrazu obiektu lub zjawiska, jeśli niewiemy co aktualnie dzieje się. Budujemy je na zasadzie analogii za pomocą obiektówlub pojęć, które są nam dobrze znane. Konstruując model idealizujemy badany układlub zjawiska przyjmując określone założenia upraszczające. W tym celu stosujemy za-sadę abstrahowania, tj. myślowego eliminowania wybranych właściwości oraz wpływuokreślonych czynników lub ich zmian na badane zjawisko lub obiekt. Najczęściej formu-łujemy modele teoretyczne (używając odpowiedniego aparatu matematycznego6), któresą hipotetyczną konstrukcją myślową będącą uproszczonym obrazem badanego obiektu,układu ciał, zjawisk lub procesów uwzględniającym ich najistotniejsze właściwości.

Modelowanie to doświadczalna lub matematyczna metoda badania układów i zja-wisk fizycznych na podstawie skonstruowanych modeli. Modele teoretyczne badamywykorzystując do tego celu aparat matematyczny oraz coraz częściej posługując się

dokładne potwierdzenie lub obalenie danej teorii fizycznej nie jest możliwe. Jak widzimy obserwacjai doświadczenie to źródła poznania i poznawania przyrody, a zarazem kryterium jej poznawalności.6Językiem fizyki jest matematyka.

4

Rysunek 3: Schemat reaktora termojądrowego projektu ITER (łac. droga), skrót odInternational Thermonuclear Experimental Reactor.

w tym celu metodami numerycznymi lub symulacjami wykonywanymi na komputerach.Przykładowo:

• model ruchu harmonicznego to matematyczna analogia nietłumionego ruchu drga-jącego wahadeł: matematycznego, fizycznego, skrętnego, masy podwieszonej dosprężyny, jak również drgań elektrycznych w układzie LC,

• model silnika cieplnego to wyidealizowana konstrukcja myślowa rzeczywistego sil-nika cieplnego,

• model gazu idealnego to hipotetyczna konstrukcja myślowa stworzona w celu zro-zumienia właściwości gazów rzeczywistych,

• model płynu idealnego to myślowe wyobrażenie płynów ściśliwych i lepkich,

• model bryły sztywnej to hipotetyczna koncepcja nieodkształcalnego (niedeformo-walneg) ciała stałego,

• model Bohra atomu wodoru to teoretyczna konstrukcja związanego układu zło-żonego z protonu oraz elektronu oddziaływujących ze sobą siłami elektrycznymi,

5

• standardowy model cząstek elementarnych to uproszczony obraz oddziaływań fun-damentalnych i budowy materii na poziomie mikroskopowym,

• standardowy model rozszerzającego się Wszechświata to wyidealizowany scena-riusz historii jego ewolucji.

Teoria to usystematyzowany zbiór praw, zasad i twierdzeń (tj. wiedza) pomocnyw wyjaśnieniu określonego kręgu zjawisk lub właściwości badanych obiektów. Każdateoria posługuje się modelami oraz modelowaniem i ma na celu rozwiązanie określonejgrupy zagadnień. Przykładem służą między innymi:

• atomistyczna teoria budowy materii,

• szczególna (fizyka obiektów poruszających się z prędkościami bliskimi prędkościświatła) i ogólna teoria względności,

• teoria sprężystości,

• teoria pola elektromagnetycznego,

• teoria magnetyzmu,

• teoria grawitacji,

• teoria cząstek elementarnych.

Prawo fizyczne opisuje prawidłowość występująca w przyrodzie. Jest wyrażane naj-częściej w postaci zależności funkcyjnej między dwoma lub więcej wielkościami fizycz-nymi spełnionej w określonych warunkach. Przykładami są prawa: Kirchhoffa, Ke-plera, Archimedesa, indukcji elektromagnetycznej Faraday’a, promieniowania Stefana–Boltzmanna ciała doskonale czarnego, załamania światła, rozpadu promietwórczego itd.

Wsród praw fizyki istnieją szczególnie ważne, fundamentalne i uniwersalne zwanezasadami. Zasada jest wyrażana jako zdanie złożone z dwóch członów, z których pierw-szy jest założeniem, a drugi tezą. Przykłady to: zasady dynamiki Newtona, zasadyzachowania energii, pędu, momentu pędu.

1.3.1 Fizyka komputerowa

Warto w tym miejscu zwrócić uwagę na nowe możliwości eksperymentowania, symu-lowania zjawisk fizycznych, badania nierozwiązywalnych analitycznie zagadnień orazweryfikacji teorii, jakie oferuje fizyka komputerowa (nazywana także fizyką obliczenio-wą). Jest to interdyscyplinarna dziedzina fizyki, która powstała na pograniczu fizykiteoretycznej, metod modelowania matematycznego (algorytmy i metody numeryczne),techniki komputerowej i informatyki (programowanie). Rozwinęła się w ostatnich la-tach XX wieku i obecnie rozwija się bardzo intensywnie. Sprzyjają temu rosnące mo-ce obliczeniowe komputerów (wzrasta szybkość wykonywania operacji; większe i szyb-sze pamięci), ich dostępność i łatwość posługiwania się. Coraz szybsze i bardziej wy-dajne maszyny cyfrowe — narzędzia badawcze fizyki komputerowej — pozwalają na

6

prowadzenie eksperymentów komputerowych, projektowanie materiałów, symulowaniezjawisk i procesów fizycznych w warunkach ekstremalnych, nieosiągalnych w warun-kach ziemskich lub niewykonalnych z uwagi na ogromne koszty realizacji. Komputer tocenne narzędzie do analizowania zagadnień7, których dokładnych rozwiązań, póki co,nie znamy. Maszyna cyfrowa umożliwia wyznaczanie przybliżonych rozwiązań proble-mów nierozwiązywalnych analitycznie. Wymaga to od fizyka (komputerowego) wysokichkompetencji w zakresie bardzo dobrej znajomości analizy numerycznej (w celu wybo-ru odpowiedniej metody lub algorytmu) oraz języka programowania (umożliwiającegozapisanie algorytmu w postaci procedury zrozumiałej dla komputera).

1.4 Podsumowanie

Jak widzimy metodologia fizyki polega na obserwacji zjawisk i procesów, prowadzeniudoświadczeń, wykonywaniu pomiarów, wysuwaniu nowych koncepcji, pojęć oraz idei,stawianiu hipotez, odkrywanie praw i zasad, budowaniu modeli oraz teorii, które na-stępnie stosowane są do przewidywania właściwości materiałów lub przebiegu zjawisk(niezbędnych także do produkcji dóbr materialnych).

Teorie fizyczne poddawane są weryfikacji pod kątem ich zgodności z rzeczywisto-ścią (mówimy, że poddawane są weryfikacji doświadczalnej)8. W ten sposób mamy doczynienia z samouzgodnionym procesem poznawania przyrody będącym kwintesencjąmetodologii fizyki. Jest to wysoce efektywne i właściwe połączenie praktyki z teorią,bo jak twierdził Richard Feynman (patrz rys. 4): ”You do not know anything until youhave practiced”.

1.4.1 Czym fizyka nie zajmuje się?

Warto w tym miejscu wskazać dziedziny, którymi fizyka nie zajmuje się. Są to mię-dzy: teoria absolutu, numerologia, astrologia, psychokineza, czarnoksięstwo, jasnowidz-two, telepatia, spirytualizm, życie pozagrobowe, wróżbiarstwo (w tym przewidywaniekońca świata), zjawiska nadprzyrodzone, magia, ufologia. Wymienione dyscypliny niesą przedmiotem zainteresowania fizyki, ponieważ leżą poza zasięgiem jej metodologii.Wprawdzie fizyka nie zajmuje się teologią, ale w jej orbicie zainteresowań znajduje sietoelogia9.

7Jest to zazwyczaj problem matematyczny sformułowany za pomocą równań algebraicznych, wyra-żeń zawierających pochodne (zwyczajne lub cząstkowe) całki, równań różniczkowych, układów równań(liniowych lub nieliniowych, algebraicznych lub różniczkowych).8Można to krótko skwitować stwierdzeniem: Fizyk nie uwierzy, dopóki nie zmierzy.9Neologizm wywodzący się od angielskiej nazwy Theory of Everythink (TOE), tj. teorii wszystkiego

(teorii ostatecznej). Podkreślmy jednak, że różnica między teologią a toelogią jest zasadnicza. Jakmiędzy słowami hipoteza i hipoteka.

7

Rysunek 4: Richard Feynman (1918-1988) — amerykański fizyk teoretyk; laureat Na-grody Nobla w dziedzinie fizyki w 1965 r. za niezależne stworzenie relatywistycznejelektrodynamiki kwantowej.

2 Wielkości fizyczne

Zajmiemy się teraz zwięzłym zdefiniowaniem pojęcia wielkości fizycznej oraz przedsta-wimy przyjęty w fizyce podział na wielkości podstawowe i pochodne.

Pod pojęciem wielkości fizycznej X rozumiemy właściwość obiektu lub zjawiska, którąmożna porównać ilościowo (mówimy zmierzyć) z taką samą właściwością innego obiektulub zjawiska. W tym określeniu podana jest jednocześnie definicja pomiaru, który polegana ilościowym porównaniu danej (mówimy mierzonej) wielkości fizycznej z wielkościąprzyjętą za wzorzec (zazwyczaj odczytywaną lub wskazywaną przez przyrząd). Takwięc, podkreślmy to ponownie, wielkość fizyczna to właściwość obiektu lub zjawiskafizycznego, którą można zmierzyć.

Wielkości fizyczne dzielimy na podstawowe, pomocnicze i pochodne. W charakterzewielkości podstawowych wybieramy te, które dzięki odpowiednim przyrządom i techni-ce pomiarowej można możliwie precyzyjnie zmierzyć, a wzorce ich jednostek możliwieprosto i dokładnie odtwarzać. Zbiór wielkości podstawowych jest ustalany umowamimiędzynarodowymi (patrz dalej). W SI wielkościami podstawowymi są: czas, długość,masa, temperatura, natężenie prądu, światłość oraz ilość materii, a wielkościami po-mocniczymi: kąt płaski i kąt przestrzenny.

8

2.1 Jednostki miar wielkości podstawowych

Jednostki miar wielkości podstawowych są w SI jednoznacznie zdefiniowane (patrzsłownik terminologiczny rozdział 5 oraz podane dalej definicje jednostek miar wielkościpodstawowych)

i zatwierdzone przez międzynarodową konferencję, która odbyła się w 1991 roku.Używane są także wielokrotności lub podwielokrotności tych jednostek (patrz tabelaprzytoczona w tekście).

Definicje jednostek miarypodstawowych wielkości fizycznych w SI

METR (m) — jednostka miary długości

Metr jest to długość drogi przebytej przez światło w czasie (1/299792458)sekundy.

KILOGRAM (kg) — jednostka miary masy

Kilogram to masa cylindra wykonanego ze stopu platyny i irydu, przecho-wywanego w Międzynarodowym Biurze Miar i Wag w pobliżu Paryża.

SEKUNDA (s) — jednostka miary czasu

Sekunda jest to czas trwania 9 192 631 770 okresów promieniowania elek-tromagnetycznego emitowanego podczas przejścia elektronu między jedno-znacznie określonymi poziomami energetycznymi atomu cezu (133

55Cs).

KELWIN (K) — jednostka miary temperatura

Kelwin to 1/273, 16 część temperatury punktu potrójnego wody.

AMPER (A) — jednostka miary natężenia prądu

Amper to natężenie prądu płynącego w dwóch długich, równoległych prze-wodnikach, odległych o 1 metr, znajdujących się w próżni, powodującegopowstanie siły oddziaływania magnetycznego między tymi przewodnikamiwynoszącej 2, 0 · 10−7 Newtona na każdy metr ich długości.

KANDELA (cd) — jednostka miary światłości

Kandela to natężenie promieniowania elektromagnetycznego o częstotliwości5, 4 · 1014 Hz i mocy 1/683 wata emitowanej przez źródło w kąt bryłowyrówny jednemy steradianowi.

9

MOL (mol) — jednostka miary ilości materii

Mol to ilość materii, w której liczba molekuł jest równa liczbie atomów zawar-tych w 0, 012 kg węgla 12C. Liczba tych atomów jest równa liczbie Avogadroi NA ' 6, 022 · 1023 molekuł/mol.

RADIAN (rd) — jednostka miary kąta płaskiego

Radian jest to kąt płaski i wierzchołku umieszczonym w środku okręgu, któ-rego ramiona wyznaczają na okręgu łuk i długości równej promieniowi tegookręgu.

STERADIAN (sr) — jednostka miary kąta sferycznego

Steradian jest to kąt sferyczny (bryłowy) o wierzchołku umieszczonym w środ-ku sfery, wyznaczający na jej powierzchni wycinek, którego pole jest równekwadratowi promienia tej sfery.

3 Analiza wymiarowa

Każda wielkość fizyczna10 X ma określony wymiar, który oznacza jej fizyczną naturę.Symbol [X] będzie dalej oznaczał wymiar wielkości fizycznej X.

Wymiar wielkości podstawowych jest określany za pomocą definicji tychże wielkości.Wymiary wielkości podstawowych: długość, czas i masa umownie oznacza się za

pomocą symboli, odpowiednio, L, T i M .Wymiar [X] pochodnej wielkości fizycznej X jest:

• określany za pomocą praw lub zasad fizycznych,

• wyrażany jako iloczyn lub iloraz podstawowych wielkości fizycznych, podniesio-nych do odpowiednich potęg.

Przykład 1. Pęd to wektor ~p = m~v → [p] = ML/T (bo [v] = L/T ).

Przykład 2. Wymiar ~F : [F ] = ML/T 2, ponieważ ~F = m · ~a, i ~a — przyspieszenie.

10Konwencja: dużymi literami będziemy oznaczali wielkości fizyczne.

10

Analiza wymiarowa oparta jest na następującej własności:

Wymiar wielkości fizycznej to wielkość algebraiczna

⇓

Reguły analizy wymiarowej

R1. Wielkości fizyczne mogą być dodawane lub odejmowane pod warunkiem, że mająten sam wymiar.

R2. Wymiary strony lewej i prawej poprawnie sformułowanej równości powinny byćtakie same.

R1 oznacza, że nie można dodawać do siebie np. długości i masy, R2 mówi, że nie możnaich ze sobą porównywać.

Przykład 1. Czy poprawnym jest wzór

s = const at2,

określający zależność przebytej drogi s od czasu w ruchu jednostajnie przyspieszonymz przyspieszeniem a bez prędkości początkowej.

Rozwiązanie: [s] = L, a wymiar prawej strony [at2] = [a][t2] = (L/T 2)T 2 = L.Odpowiedź: wzór jest poprawna z dokładnością do bezwymiarowego czynnika const.Zastosujemy analizę wymiarową do wyznaczenia postaci zależności funkcyjne typu

iloczynowego między kilkoma wielkościami fizycznymi.

Przykład 2. Załóżmy, że hipotetyczna zależność między przyspieszeniem a ciaławykonującego ruch po okręgu o promieniu R ze stałą prędkością v > 0 jest typu

a =∝ vαRβ.

Jakie są wartości wykładników α i β?Rozwiązanie: skorzystamy z R2→ [a] = LT−2, ten sam wymiar powinna mieć prawa

strona wzoru(L/T )αLβ = Lα+βT−α → α + β = 1 i − α = −2.

Odpowiedź: α = 2, β = −1 i a =∝ v2R−1 =∝ v2/R.Przykład 3. Uniwersalne stałe przyrody:

— stała grawitacji G = 6, 67 · 1011 m3/(kg·s2) i [G] = L3M−1T−2,

— stała Diraca h = h/2π = 1, 06 · 10−34 kg·m2/s, gdzie h= 6, 63 · 10−34 kg·m2/s —stała Plancka i [h] = M1L2T−1,

11

— prędkość światła c= 3, 0 · 108 m/s i [c] = L1T−1.

Korzystając z analizy wymiarowej utworzyć z nich wielkości: (1) tP (czas Plancka), (2)lP (długość Plancka), (3) mP (masa Plancka) i wymiarach, odpowiednio, czasu, długościi masy.

Ws-ka. Założyć, że tP = Gαhβcγ.Rozwiązanie: Załóżmy, że mp = Gαhβcγ. Po podstawieniu wymiarów wielkości z le-

wej strony równości otrzymujemy

L3αM−αT−2αMβL2βT−βLγT−γ = M1L0T0.

Stąd wynika układ równań:3α + 2β + γ = 0, −α + β = 1, −2α− β − γ = 0,którego rozwiązaniami są:β = γ = −α = 1/2.

Odpowiedź: mP =

√h · cG

.

4 Szacowanie wartości wielkości fizycznych

W wielu zagadnieniach interesuje nas przybliżona wartość rozpatrywanej wielkości fi-zycznej X. Może to być spowodowane tym, że wyznaczenie dokładnej wartości trwałobydługo lub wymagałoby dodatkowych informacji lub danych, którymi nie dysponujemylub są nam niepotrzebne.

W innych przypadkach chcemy jedynie mieć grube oszacowanie wartości wielkościfizycznej z dokładnością, jak mówimy, co do rzędu wielkości.

Szacowanie prowadzimy w ten sposób, że liczby określające miary stosowanych wiel-kości fizycznych w wybranym układzie jednostek (SI) zaokrąglamy do jednej cyfry zna-czącej i zapisujemy je w postaci dziesiętnej (np. l = 4200 m jako l ' 4, 0 · 103 m,a t = 3600 s jako t ' 4, 0 · 103 s). Następnie na tak otrzymanych liczbach dokonujemyoperacji algebraicznych i otrzymany wynik zapisujemy ponownie w postaci dziesiętnejz jedną cyfrą znaczącą. Przykładowo, jeśli szacujemy rząd wartość prędkości v = l/t,gdzie l = 2 160 000 m i t = 3600 s, to w szacowaniach kładziemy l ' 2, 0 · 106 m,t ' 4, 0 · 103 s i otrzymujemy v ' 2, 0 · 106/4, 0 · 103 = 0, 5 · 103 = 5, 0 · 102 m/s.

Przykład. Spróbujmy oszacować grubość d kartki papieru trzymanej w rękach książ-ki, której grubość D jest równa 4, 4 cm, a liczba N zawartych w niej stron wynosi1515. Wtedy szacunkowa wartość grubości pojedynczej kartki wynosi d = D/N =4, 4 · 10−2/1515 ' 4, 0 · 10−2/2, 0 · 103 = 2, 0 · 10−5 m. Oznacza to, że grubość kartki jestrzędu setnych części (dokładniej 2, 0 · 10−2) milimetra.

12

Zadanie. Oszacować liczbę: (a) oddechów człowieka w ciągu jego życia, (b) uderzeńserca w ciągu życia człowieka, ę atomów w 1 m3 ciała stałego (przyjąć, że średnicaatomu jest rzędu 10−10 m), (d) oszacować powierzchnię i objętość swego ciała.

4.1 Nazwy przedrostków

Czynnik Przedrostek Symbol

1024 jotta Y1021 zetta Z1018 eksa E1015 peta P1012 tera T109 giga G106 mega M103 kilo k102 hekto h101 deka da10−1 decy d10−2 centy c10−3 mili m10−6 mikro µ10−9 nano n10−12 piko p10−15 fempto f10−18 atto a10−21 zepto z10−24 jokto y

13

4.2 Wybrane dane o Wszechświecie

Pod pojęciem Wszechświatu rozumiemy dostępny doświadczeniu obszarczasoprzestrzeni.

Podstawowe dane dotyczące rozmiaru, wieku i składu Wszechświata— areny obiektów i zjawisk fizycznych.

Wiek Wszechświata (dane z roku 2010)

(13, 75 ± 0, 11) miliarda lat, co stanowi (4, 3 · 1017 ± 3, 5 · 1015) s.

Rozmiary liniowe Wszechświata

(1, 3± 0, 01) · 1026 metrów.

Wszechświat wypełnia materia występująca pod postacią cząstek ma-sowych i bezmasowych.

Liczba cząstek masowych we Wszechświecie (nukleonów: protonówi neutronów), jest rzędu ' 1078.

Liczba fotonów (cząstek bezmasowych) jest rzędu 1087.

Szacuje się, że w jednym metrze sześciennym znajduje sie średnio 1/10nukleonu11 oraz 109 fotonów.

Wszechświat jest obiektem dynamicznym, ponieważ rozszerza się o czymświadczą obecne dane astrofizyczne i radioastronomiczne.

11Oznacza to, że w 10 m3 znajduje się jeden proton.

14

4.3 Charakterystyczne dane o Wszechświecie

Charakterystyczne odległości

Obiekt Odległość(m)

Promień Wszechświata 2 · 1026

Najodleglejsza galaktykaodkryta w lutym 2004 r 1, 2 · 1026

Galaktyka Andromedy 2, 0 · 1022

Najbliższa gwiazdaProxima Centauri 4, 0 · 1016

Rok świetlny 9, 46 · 1015

Słońce 1, 5 · 1011

Księżyc 3, 8 · 108

Średnica Ziemi 6, 4 · 106

Odległość sztucznegosatelity od powierzchni Ziemi 2, 0 · 105

Rozmiar liniowy muchy 5, 0 · 10−3

Rozmiar liniowy pyłku kurzu 10−4

Rozmiar liniowy bakterii 10−5 ÷ 10−6

Rozmiar liniowy wirusów 10−7 ÷ 10−8

Średnica atomu wodoru 10−10

Średnica jądra atomu 10−14

Średnica protonu 10−15

Średnica kwarka 10−18

Długość Plancka 1, 6 · 10−35

Rozpiętość 61 rzędów wielkości.

15

Charakterystyczne czasy wybranychobiektów lub zjawisk fizycznych

Obiekt Czas trwania (s)

Czas życia protonu ' 1039

Wiek Wszechświata 4 · 1017(5 · 1017)13, 7(' 15 mld. lat)

Wiek Ziemi 1, 3 · 1017

Wiek studenta(tki) 6, 3 · 108

Rok 3, 2 · 107

Doba 8, 6 · 104

Okres międzyuderzeniami sercaczłowieka 0, 8 · 10−1

Okres słyszalnejfali dźwiękowej 1, 0 · 10−3

Okres fali radiowej 1, 0 · 10−6

Okres drgań atomóww ciele stałym 1, 0 · 10−13

Okres fali świetlnej 2, 0 · 10−15

Czas zderzenia jąder 1, 0 · 10−22

Czas życia najbardziejnietrwałej cząstki 1, 0 · 10−23

Czas Plancka 5, 4 · 10−44

Rozpiętość 61 rzędów.

16

Charakterystyczne wartościmas wybranych obiektów

Obiekt Masa(kg)

Wszechświat ' 1053

Droga Mleczna 2 · 1041

Słońce 2 · 1030

Ziemia 6 · 1024

Księżyc 7 · 1022

Planetoida Eros 5 · 1014

Niewielka góra 1 · 1012

Transatlantyk 7 · 107

Koń 1 · 103

Człowiek 7 · 101

˝aba 1 · 10−1

Winogrono 3 · 10−3

Komar 10−5

Ziarnko kurzu 7 · 10−10

Bakteria 10−15

Cząsteczka penicyliny 5 · 10−17

Atom wodoru 1, 67 · 10−27

Elektron 9, 11 · 10−31

Rozpiętość 83 rzędy.

Jednostka masy atomowej — 1, 66 · 10−27 kg.

17

4.4 Wybrane wypowiedzi uczonych o fizyce i nauce

1. Naukę tworzy się z faktów, tak jak dom buduje się z kamieni, lecz zbiór faktów niejest nauką, tak jak stos kamieni nie jest domem.

H. Poincare

2. Credo redukcjonizmu: Celem nauki jest poszukiwanie takiego prostego układu za-sad fundamentalnych, za pomocą których można wyjaśnić znane fakty i przewidziećnowe. Ponieważ cała materia składa się z tych samych podstawowych jednostek,ostateczne podstawy wszystkich nauk przyrodniczych muszą być oparte na prawachrządzących zachowaniem się tych cząstek elementarnych.

T.D. Lee (noblista)

3. Nauka to raczej sposób myślenia niż zasób wiedzy. Jej celem jest odkrycie zasadyrządzącej światem, poszukiwanie możliwych prawidłowości, penetrowanie związkówmiędzy rzeczami — od subjądrowych cząstek, z których być może składa się całamateria, do żyjących organizmów, społeczności ludzkich, aż po kosmos jako całość.

Carl Sagan

4. Niezależnie od wszystkiego główna metoda prowadząca w nauce do celu polega natym, by naprawdę się nad czymś zastanowić.

Carl Sagan

5. Eksperyment oznacza obserwację i pomiar. Wymaga stworzenia specjalnych wa-runków, zapewniających dokonanie najbardziej owocnych obserwacji i precyzyj-nych pomiarów.

L. Lederman (noblista z 1988 r.), D. Teresi

6. O teoretykach i doświadczalnikach: Niewątpliwie teoretykom niezasłużenie przy-pisuje się część zasług za dokonanie pewnych odkryć. Sekwencja teoretyk, ekspe-rymentator, odkrycie porównuje się czasami do sekwencji farmer, świnia, trufle.Farmer prowadzi świnię w okolice, gdzie być może, rosną trufle. -winia wytrwaleich szuka, a gdy zamierza je pożreć, farmer zabiera je dla siebie.

L. Lederman (noblista z 1988 r.), D. Teresi

7. You do not know anything until you have practiced. Nie wiesz nic, dopóki niedoświadczysz (poćwiczysz, wypraktykujesz).

Richard Feynman (noblista z 1965 r.)

8. The scientist does not study nature because it is useful; he studies it because hedelights in it, and he delights in it because it is beautiful. If nature werw notbeautiful, it would not be worth knowing, and if nature werw not worth knowing,life would not be worth living.

18

Uczony nie bada przyrody dlatego, że jest to użyteczne; bada ją, bo sprawia mu toprzyjemność, a sprawia mu przyjemność, bo przyroda jest piękna. Gdyby nie byłapiękna, nie warto by jej było poznawać, życie nie byłoby warte, aby je przeżyć.[...] mówię tutaj i owym wewnętrznym pięknie, płynącym z harmonijnego ładuczęści, uchwytnego dla czystego rozumu.

H. Poincare

4.4.1 O nauce

Cytat z książki Fizyka wokół nas, Paul G. Hewitt, Wydawnictwa Naukowe PWN, War-szawa 2000 r.

[...] w XVI wieku polski astronom Kopernik wywołał spore zamieszanie publikującksiążkę, w której udowadniał, że Ziemia obraca się wokół nieruchomego Słońca. Tenobraz kłócił się z powszechnym wyobrażeniem, w myśl którego Ziemia jest środkiemWszechświata. Był on również sprzeczny z nauczaniem Kościoła, który potępił te poglądyna 200 lat. Z kolei włoski fizyk Galileusz został aresztowany za popularyzowanie teoriiKopernika oraz inne odkrycia naukowe. Jeszcze wiek później obrońcy Kopernika niedoczekali się uznania.

Historia lubi się powtarzać. We wczesnych latach XIX wieku geolodzy napotkali gwał-towny sprzeciw, gdy zakwestionowali biblijny sposób stworzenia świata. Później w po-łowie wieku uzyskali oni aprobatę, ale za to potępiona została teoria ewolucji, a jejnauczanie było zakazane. Każdy wiek ma swych intelektualnych buntowników, którzyprzez jakiś czas byli prześladowani, potępiani i karani, a następnie okazywali się nie-szkodliwi, a nawet istotnie przyczyniali się do poprawy warunków życia. ”Na każdymskrzyżowaniu dróg wiodących w przyszłość każdy duch postępu spotyka się z oporem zestrony strażników przeszłości”.

4.4.2 O metodzie naukowej

Cytat z książki Fizyka wokół nas, Paul G. Hewitt, Wydawnictwa Naukowe PWN, War-szawa 2000 r.

Metoda naukowa została wprowadzona w XVI wieku i opiera się na następującymschemacie:

1. Sformułowanie problemu.

2. Postawienie hipotezy.

3. Przewidywanie konsekwencji hipotezy.

4. Przeprowadzenie eksperymentów potwierdzających przewidywania i hipotezę.

5. Sformułowanie najprostszej reguły, która łączy w jedną teorię trzy główne elemen-ty: hipotezę, przewidywania, eksperyment.

19

4.4.3 O postawie naukowej

Cytat z książki Fizyka wokół nas, Paul G. Hewitt, Wydawnictwa Naukowe PWN, War-szawa 2000 r.

Uczeni muszą się godzić się z odkryciami doświadczalnymi, nawet jeśli one im nieodpowiadają. Muszą oni dążyć do tego, by odróżniać to, co widzą, od tego, co chcielibywidzieć, ponieważ naukowcy — podobnie jak inni ludzie — mają zdolności do samooszu-kiwania się12. Ludzie zawsze chętnie przyjmują ogólne reguły, przekonania, wierzenia,idee i hipotezy, nie bacząc na ich wiarygodność. Mało tego, one trwają często jeszczedługo po wykazaniu ich bezsensowności, fałszywości, a przynajmniej niepewności. Naj-powszechniejsze poglądy są często najmniej kwestionowane. Jeszcze częściej zdarza się,że pogląd raz przyjęty trudno obalić, gdyż argumenty przemawiające za nim są akcepto-wane, przemawiające zaś przeciwko niemu — odrzucane, pomniejszane lub zniekształ-cane. [...] Podstawową zasadą w nauce jest, by wszystkie hipotezy były sprawdzalne, aponadto możliwe do odrzucenia. W nauce ważniejsze jest posiadanie narzędzi umożli-wiających odrzucenie hipotezy niż jej akceptację. To najważniejszy czynnik, który różninaukę od działalności pozanaukowej. [...] Jeśli nie można określić sposobu na odrzuceniehipotezy, to nie ma ona charakteru naukowego.

Przykład hipotezy: Atomy to najmniejsze cząstki materii, jakie istnieją w przyro-dzie.

Przykład spekulacji: Przestrzeń jest przesiąknięta substancją, która jest niewykry-walna.

Inny przykład spekulacji jest przedstawiony dalej w rozdziale 7 zatytułowanym Ra-elianie — przykład zręcznych spekulacji religijno-pseudonaukowych.

5 Słownik terminów

Abstrahowanie — procedura badawcza polegająca na: (a) nie uwzględnianiu istnieniawybranych cech i związków, (b) zaniedbywaniu wpływu wybranych czynników na in-ne, ę nie uwzględnianu zmienności wybranych czynników podczas badania obiektu lubzjawiska. Abstrahowanie pozwala eliminować myślowo właściwości i czynniki uznane zanieistotne lub mało istotne i rozpatrywać tylko te cechy i czynniki uznane za decydująceprzy formułowaniu uproszczonego obrazu (modelu) badanego obiektu lub zjawiska.

Amper — natężenie prądu płynącego w dwóch długich, równoległych przewodnikach,odległych o 1 metr, znajdujących się w próżni, powodującego powstanie siły oddziały-wania magnetycznego między tymi przewodnikami wynoszącej 2, 0 · 10−7 Newtona nakażdy metr ich długości.

Dedukcjonizm — wnioskowanie, rozumowanie zgodne z zasadami wynikania logicz-nego.

12W procesie edukacyjnym nie wystarcza mieć świadomość, że inni mogą ciebie oszukiwać; bardziejistotna jest świadomość własnych skłonności do okłamywania siebie samego.

20

Cyfry znaczące — cyfry występujące w zapisie liczby z pominięciem zer początkowychoraz zer końcowych, chyba że zera końcowe wskazują na dokładność określenia liczby.

Indukcja — wnioskowanie, rozumowanie polegające na wyprowadzaniu wnioskówogólnych z przesłanek bedących ich przypadkami szczególnymi.

Eksperyment (doświadczenie) — działanie polegające na wywołaniu określonego zja-wiska w kontrolowanych warunkach (naturalnych lub sztucznie stworzonych, tj. w la-boratoriach) zbadaniu jego przebiegu, szczególnych właściwości i zależności oraz wyko-naniu stosownych pomiarów i zgromadzeniu wyników tychże pomiarów. Doświadczenieprzeprowadzamy najczęściej w celu potwierdzenie lub obalenie sformułowanej uprzedniohipotezy.

Falsyfikacja — procedura mająca na celu wykazanie fałszywości danego twierdzenialub hipotezy.

Fizyk — pochodzi od greckiego słowa physikos oznaczającego znawcę przyrody.Fizyka — pochodzi od greckiego słowa physike oznaczającego naukę przyrodniczą.Fizyka doświadczalna — część fizyki zajmująca się wykrywaniem zjawisk i ich ilo-

ściowym badaniem za pomocą obserwacji i doświadczeń przy użyciu odpowiedniej apa-ratury.

Fizyka teoretyczna — część fizyki, która ma na celu matematyczne opracowanie wy-ników doświadczalnych oraz formułowanie ich fizycznej interpretacji w postaci możli-wie ogólnych teorii pozwalających wyciągać wnioski nadające się do doświadczalnegosprawdzenia i praktycznego zastosowania.

Idealizacja — zabieg poznawczy polegający na przyjmowaniu założeń upraszczają-cych analizę obiektu lub zjawiska.

Jednostka miary — ustalona miara danej wielkości fizycznej.Jednostka pochodna — jednostka pochodnej wielkości fizycznej.Jednostka podstawowa — jednostka, która została zdefiniowana w sposób arbitralny

bez posługiwania się innymi jednostkami; patrz jednostki podstawowe SI.Jednostki uzupełniające — jednostki kąta płaskiego (radian) i sferycznego (steradian).Kandela — natężenie promieniowania elektromagnetycznego o częstotliwości 5, 4 ·

1014 Hz i mocy 1/683 wata emitowanej przez źródło w kąt bryłowy równy jednemysteradianowi.

Kelwin — jeden Kelwin to 1/273, 16 część temperatury punktu potrójnego wody.Kilogram — wzorcem jednostki masy (kilograma) jest cylinder wykonany ze stopu

platyny i irydu, przechowywany w Międzynarodowym Biurze Miar i Wag w pobliżuParyża.

Metoda indukcji — wykonywanie obserwacji i eksperymentów oraz wyprowadzaniena ich podstawie uogólnień i formułowanie hipotez.

Metodologia — określony sposób postępowania, który ma na celu zbadanie rzeczy-wistości (tj. właściwości materii lub zjawisk).

Metr — jest to długość drogi przebytej przez światło w czasie (1/299792458) sekun-dy.

Model — uproszczona wersja (materialna lub wyobrażenie) zjawiska lub obiektuuwzględniająca najistotniejsze cechy i właściwości.

21

Modelowanie — doświadczalna lub matematyczna metoda badania układów i zjawiskfizycznych na podstawie skonstruowanych modeli.

Mol — ilość materii, w której liczba molekuł jest równa liczbie atomów zawartychw 0, 012 kg węgla 12C.

Niepewność pomiaru – parametr charakteryzujący rozrzut wartości wyników pomia-rów, który można w uzasadniony sposób przypisać wynikowi pomiaru wielkości fizycz-nej.

Obserwacja — usystematyzowane i przemyślane badanie przedmiotu lub zjawiska iwykonywanie pomiarów za pomocą stosownych przyrządów w celu otrzymania i zgro-madzenia danych doświadczalnych.

Pomiar — porównanie mierzonej wielkości fizycznej obiektu lub zjawiska z taką samąwielkością wzorcowego obiektu lub zjawiska. Fizyk nie uwierzy, dopóki nie zmierzy – toprzysłowie, którego większość fizyków przestrzega.

Prawidłowość — obiektywne powtarzające sie związki lub relacje właściwości lubzjawisk.

Prawo fizyczne — należycie uzasadnione i dostatecznie sprawdzone twierdzenie do-tyczące prawidłowości występującej w przyrodzie.

Radian — jednostka kąta płaskiego w SI; radian jest to kąt płaski i wierzchołkuumieszczonym w środku okręgu, którego ramiona wyznaczają na okręgu łuk i długościrównej promieniowi tego okręgu.

Redukcjonizm — pogląd zgodnie z którym obiekty i zjawiska złożone oraz rządzącenimi prawa dadzą się wyjaśnić na podstawie analizy obiektów i zjawisk prostszych orazodpowiadających im mniej skomplikowanych praw.

Rząd wartości wielkości fizycznej — wartość wielkości fizycznej wyrażona przez naj-bliższą potęgę dziesięciu w przyjętym układzie jednostek miar.

Sekunda — jest to czas trwania 9 192 631 770 okresów promieniowania elektromagne-tycznego emitowanego podczas przejścia elektronu między jednoznacznie określonymipoziomami energetycznymi atomu cezu (133

55Cs); wzorcowym czasomierzem jest atomyzegar cezowy.

SI — Międzynarodowy Układ Jednostek zwany SI (od Systeme International d’Unites),w którym jednostkami i wielkościami podstawowymi są: metr (m) – jednostka długość,której wymiar oznaczamy za pomocą L, kilogram (kg) – jednostka masy, której wymiaroznaczamy jako M , sekunda (s) – jednostka czasu, którego wymiar oznaczamy przypomocy T , Kelvin (K) – jednostka temperatury, Amper (A) – jednostka natężenia prą-du, kandela (cd) – jednostka natężenie światła, mol – bezwymiarowa jednostka ilościmaterii.

Steradian — jednostka kąta sferycznego w SI; steradian jest to kąt sferyczny (bry-łowy) o wierzchołku umieszczonym w środku sfery, wyznaczający na jej powierzchniwycinek, którego pole jest równe kwadratowi promienia tej sfery.

Technika — całokształt sposobów, narzędzi i umiejętności stosowanych do wytwa-rzania dóbr materialnych i opanowywania przyrody.

Technologia — proces wytwarzania określonych dóbr; metoda obróbki i przeróbkimateriałów; także nauka o tych procesach.

22

Teoria — usystematyzowany zbiór praw, zasad i twierdzeń (także wiedza) pomocnyw wyjaśnieniu określonego zbioru zjawisk lub właściwości badanych obiektów.

Wektor osiowy (polarny)=pseudowektor — wektora i następującej właściwości: wektorrównoległy do płaszczyzny zwierciadła zmienia swój zwrot na przeciwny po odbiciuw zwierciadle. Przykładowo moment siły jest pseudowektorem

Wektor polarny (biegunowy) — wektora o następującej właściwości: wektor równo-legły do płaszczyzny zwierciadła nie zmienia swego zwrotu na przeciwny po odbiciuw zwierciadle. Przykładowo: wektor położenia, wektor siły.

Wielkość fizyczna — właściwość obiektu lub zjawiska, którą można porównać ilościo-wo z taką samą właściwością innego obiektu lub zjawiska.

Wielkość pochodna — wielkość fizyczna, którą jednoznacznie zdefiniowano (posłu-gując się, między innymi, prawami lub zasadami fizycznymi) za pomocą wielkości pod-stawowych.

Wielkość podstawowa — jedna z siedmiu wielkości fizycznych przyjętych na zasadzieumowy jako wielkości podstawowe w Międzynarodowym Układzie Jednostek zwanymSI (patrz jednostki podstawowe SI).

Wielkość skalarna — wielkość fizyczna, której wartość (w wybranym układzie jed-nostek) wyrażamy za pomocą liczby (określającej liczbę jednostek). O takiej wielkościmówimy krótko skalar. Przykładowo – wielkości podstawowe są skalarne.

Wielkość tensorowa — wielkość fizyczna opisywana za pomocą macierzy, a jej wyrazynosza nazwę składowych tensora.

Wielkości uzupełniające — w SI są to kąt płaski i kąt sferyczny.Wielkość wektorowa — wielkość fizyczna, której ilościowy opis wymaga użycie n

liczb zwanych współrzędnymi (lub składowymi) wektora; liczba całkowita n, to wymiarprzestrzeni, w której wielkość wektorowa jest określona.

Zasada fizyczna — prawo fizyczne zawierające treść podstawową dla fizyki lub jejdziedziny.

Włodzimierz SalejdaWrocław, 25 września 2010 r.

6 Ocali nas nauka — autor Łukasz Turski

Lektura większości czasopism, oglądanie programów telewizyjnych lub wysłuchiwanieaudycji radiowych przekonuje, że nauka nie cieszy się dobrą opinią. Serial Z Archiwum Xnie pozostawia cienia wątpliwości, że naukowcy są zaprzedani złym mocom, tj. rządom,pracodawcom, zarządom korporacji, pieniądzom, przywódcom (Saddamowi Husajno-wi, przywódcy Korei Północnej) etc. Prawie cała współczesna publicystyka (radiowa,telewizyjna, prasowa) potępia dość powszechnie naukę. Stawia się znak równości mię-dzy nauka i paranaukami, np. astronomii z astrologią. Formułuje się tezy o społecznejwsteczności współczesnej nauki (zwłaszcza teorii względności lub mechaniki kwantowej,które obarcza się odpowiedzialnością za Hiroszimę, Nagasaki i Czarnobyl).

23

Rysunek 5: Prof. dr hab. Łukasz Turski, znakomity popularyzator nauki, wybitny pu-blicysta, krytyczny rezenzent zjawisk z pograniczy nauki, oświaty i polityki społecznej;profesor w Centrum Fizyki Teoretycznej PAN w Warszawie oraz w Katedrze Fizyki naWydziale Matematyczno-Przyrodniczym Szkoły Nauk Ścisłych Uniwersytetu Kardyna-ła Stefana Wyszyńskiego w Warszawie.

Takie podejście jest wynikiem działalności tzw. miłośników ludu w postaci czołowychdziałaczy komunizmu i faszyzmu. Dzięki temu wykreowana została wielkoprzemysłowaklasa robotnicza, która miała do spełnienia misję dziejową i być motorem postępu.Koniec wieku XX wykazał, że masy przestały odgrywać decydująca rolę w życiu go-spodarczym. Rewolucja naukowa zastąpiła siłę mięśni człowieka silnikiem elektrycznymlub spalinowym, a człowieka na taśmie zastąpiły roboty i komputery. Dzisiejszy rozwójcywilizacji napędzają technologie i wiedza. Bez tych dwóch czynników jest nie dopomyślenia rozwój cywilizacji ziemskiej, przed którą stoją bardzo poważne zdania.

Technologie i wiedza nie mogą się obyć bez ludzkiego umysłu. Najważniejszy w roz-woju społecznym i ekonomicznym jest ludzki umysł. Był i jest motorem rozwoju wol-nych społeczeństw. Te systemy społeczno-polityczne i religijne, które starały się umysłzniewolić, te, w których nauka została zamkniętaw pałacach władzy i za murami świą-tyń czy też za zasiekami, zginęły albo w starciu z wolnymi narodami, albo padły podciężarem własnej niemocy. Nikt i nic nie jest w stanie zastąpić rozumu. Wolny umysłczłowieka to najwspanialszy twór w znanej nam części wszechświata. To on jest moto-rem technologii i wiedzy. Jest on także źródłem systemów totalitarnych.

Nowa gospodarka jest oparta na wiedzy. Będzie potrzebowała ludzi dobrze wykształ-

24

conych. Obecnie uwidocznią się dążenia do wolności intelektualnej. Coraz pełniej za-cznie się uwidaczniać dążenie do zastosowania produktów działalności wolnego umysłuw praktyce. Nauka wyzwoli człowieka. Nie walka klas. Wolne społeczeństwo nie jestklientem polityków, tj. miłośników ludu. Błędne doktryny gospodarcze i społeczne zro-dziły u wielu humanistów i ludu niechęć, nienawiść i wrogość wobec tzw. twardychnauk, które jakoby mają zagrażać istnieniu społeczeństwa.

Szamani nawołują ludzi za pomocą zaklęć do wykonywania ich poleceń. Szkoła niemiała być miejscem, gdzie zdobywa się wiedzę i kształci talenty, lecz jedynie przygo-towuje się pracownika do wykonywania prymitywnych czynności przy taśmie. Naukazawsze była w konflikcie z totalitarnymi systemami XX wieku wyrosłymi z błędnychteorii społecznych XIX wieku. Zniszczenie nauk przyrodniczych w Niemczech hitlerow-skich doprowadziło do klęski III Rzeszy w II wojnie światowej.

Strach przed nauką ma swoje źródła w powszechnym wśród intelektualistów anal-fabetyzmie naukowym mimo, że noszą w kieszeni telefony komórkowe, karty bankowew portfelach, na rękach zegarki elektroniczne, w zębach laserowo utwardzalne plombydentystyczne, rozruszniki w sercu itd. Nauka ma na sumieniu grzechy w rodzaju zimnejfuzji lekkich jąder, sprawa Schona itd. Wszystkie te oszustwa zostały nieomal natych-miast odkryte i napiętnowane. Dzisiejsze środowisko człowieka jest zdrowsze i bez-pieczniejsze niż XIX wieczne. Nie spełniają się apokaliptyczne wizje następstw efektucieplarnianego.

Nauka jest jedynym dostarczycielem bezpiecznej prawdy. Bez nauki nie będziemyjej znali. To nie nauka, ale nieuctwo może zgładzić świat. W jaki sposób? Otwórzciełamy gazety codziennej, a szczególnie tabloidu. Włączcie telewizory. Codziennie możecieczytać i oglądać próby generalne.

7 Raelianie — przykład zręcznych spekulacjireligijno-pseudonaukowych

Guru Raelian, Rael — dziennikarz francuski Claude Vorilhon — bardzo zręcznie, wręczpo mistrzowsku, manipuluje osiągnięciami naukowymi i technicznymi oraz wierzeniamijudochrześcijańskimi w celu pozyskania wyznawców. Cóż on takiego istotnego mówi?Oto zwięzła opowiastka o raelianach.

13 grudnia 1973 roku Rael na kraterze wulkanu (a więc ponownie na górze, alenie Synai, jak to było w przypadku Mojżesza) skontaktował się z istotami podający-mi się za Elohim, którzy byli jakoby wysłannikami cywilizacji zamieszkującymi nasząGalaktykę, tj. Drogę Mleczną. Gdzie konkretnie żyje ta cywilizacja, guru nie informu-je. Wysłannicy stwierdzili: To my stworzyliśmy ludzkość. Wasi przodkowie brali nasza bogów. Zainicjowaliśmy wszystkie religie na Ziemi. Teraz, kiedy ludzie są w sta-nie to zrozumieć, pragniemy powrócić oficjalnie na waszą planetę i spotkać się z wamiw ambasadzie specjalnie dla nas wybudowanej. Wysłannicy przekazali również infor-macje o tym, że życie zostało stworzone laboratoryjnie dzięki świetnemu opanowaniubiologii molekularnej oraz genetyki. Znajomość syntezy DNA pozwoliła na stworzenie

25

roślin, zwierząt oraz ludzi na naszej planecie. Jak zrodzili się i powstali Elohim? Gdziejest ich miejsce w Drodze Mlecznej? Ile potrzebowali czasu, aby dolecieć na Ziemię?Podobno na własnej planecie społeczeństwo nie pozwoliło im eksperymentować, więczaczęli poszukiwania w naszej Galaktyce. Wybrali Ziemię. Budowanie ambasady w po-bliżu Jerozolimy, w której raelianie przyjmą Elohim, ma na celu uzasadnienie zbieraniafunduszy na rzecz grupy religijnej.

Raelianie na nowo interpretują Biblię proponując m.in. nowy pogląd na akt stwo-rzenie człowieka:

1. Biblia nie opisuje działalności bożej, ale eksperyment naukowy, którzy przepro-wadzili przybysze z kosmosu.

2. Słowo Elohim zostało błędnie przetłumaczone. Nie oznacza ono bóg, ponieważjest liczby mnogiej. Wierne tłumaczenie wedle nich jest następujące: ci, którzyprzybyli z nieba.

3. Biblia kłamie.

4. Wypędzenie z raju opisuje zdarzenie historyczne, którego autorami byli Elohim.Pierwotnie stworzeni przez Elohim ludzie byli bardzo agresywni. Wysłannicy po-stanowili wypędzić ich z laboratorium, gdzie mieli wszystko potrzebne im do życia.Po wypędzeniu praprzodków z laboratorium Elohim postanowili jednak unicestwićwszystkich naszych praprzodków, którzy byli zbyt agresywni. Elohim spowodo-wali potop.

5. Elohim dowiedzieli się, że sami są wynikiem eksperymentu genetycznego. Po po-topie postanowili zaszczepić ponownie życie na Ziemi, ale tym razem postanowilinigdy więcej go nie niszczyć, nie ingerować w bieg spraw i nie zmieniać rozwojuludzkości. Będą za to zsyłać posłańców, których zadanie jest nauczanie ludzi o ichpochodzeniu i tworzenie religii. To ma uzasadniać takie postacie jak: Mojżesz, Je-zus, Budda.

6. Jezus był synem Ziemianki i Elohim. Zmartwychwstał dzięki klonowaniu.

7. Żyjemy w czasach, w których człowiek jest w stanie wszystko to zrozumieć i zbli-żamy się poziomem wiedzy do Elohim.

8. Apokalipsa jest opacznie zinterpretowana w Biblii. Nie oznacza ona bynajmniejpotwornego końca świata, ale objawienie, które rozpoczęło się w 1948 roku, kiedyto lud żydowski stworzył w 1948 roku państwo Izrael.

9. Innym widocznym znakiem objawienia jest postępujące oświecenie ludzkości. Wy-razem tego jest odzyskiwanie wzroku przez niewidomych itp. Cuda techniki, całypostęp techniczny i cywilizacyjny jest także przejawem odbywającego się objawie-nia.

10. Rael, guru Raelian, doznał zaszczytu odbycia wizyty na planecie Elohim. Prze-niósł go tam pojazd międzyplanetarny. Spotkał tam osoby dawno uznane za zmar-łe. Zostały odtworzone, aby żyć wiecznie.

26

11. Jeśli mamy w swoim życiu przewagę czynów pozytywnych, to dostajemy prawodo wiecznej egzystencji.

12. Elohim wyznaczyli Raelowi konkretne zadanie do wykonania. Ma on zbudowaćjak najbliżej Jerozolimy, gmach ambasady, w której Ziemianie spotkają się z Elo-him.

13. Elohim polecili także Raelowi tworzenie na Ziemi ruchu mający na celu propago-wanie na Ziemi przekazu Elohim.

14. Święta raelian: 13 XII (pierwsze spotkanie Raela z Elohim), pierwsza niedzielakwietnia (rocznica stworzenia pierwszego człowieka), 7 X (drugie spotkanie Raelaz Elohim), 6 VIII (dzień wybuchu bomby atomowej w Hiroszimie).

15. Przesłanie raelian: odpowiedzialność, kochanie siebie i innych, szacunek dla wszyst-kich, pokój dla planety, wolność wyboru, rozwój intelektualny, nakaz postępowa-nia zgodnego z własnym sumieniem, nawet gdyby było to sprzeczne z zaleceniamiElohim, dotyczy to zwłaszcza poświęcania życia jednostki w imię dobra większości,bo życie jednostki jest o wiele bardziej drogocenne niż życie mas; przestrzeganietej reguły zlikwiduje wojny rozpoczynane obłudnie w imię światowego pokoju; sąprzeciw karze śmierci; optują za rozbrojeniem; nie powinniśmy spożywać używek,gdyż szkodzą one organizmowi człowieka i genom; społeczeństwo powinno byćpluralistyczny (to jest zabezpieczenie przed fanatyzmem i dyskryminacją); każdyma prawo do wolności myśli i słowa, każdy ma prawo do wyboru swojej religii;chcą zniesienia państw i stworzenia jednego federacyjnego Rządu Światowego bykrzewić świadomość planetarną, a nie zamykać się w przynależności rasowej lubkrajowej; akceptowana jest: świadoma prokreacja, klonowanie, eutanazja, klono-wanie, aborcja i antykoncepcja, wolny seks, różne preferencje seksualne, wycho-wanie seksualne.

16. Podstawowym prawem człowieka jest prawo do dysponowania własnym kodemgenetycznym.

17. Żyj tak jak chcesz, pod warunkiem, że szanujesz poglądy innych i nikomu nieszkodzisz.

Raelianie są od 1990 roku oficjalnie zarejestrowanym ruchem religijnym. Liczą ponad30 tys. wyznawców. Uważają się za ruch ateistyczny. Nie prowadzą życia wspólnotowe-go. Wyznawca przeznacza 103% jest wykorzystywane na potrzeby lokalne, a pozostałena rzecz forum międzynarodowego. Nikogo nie zmuszają do płacenia składek. Dają wol-ność osobistą wyznawcom. Nie ma dyskryminacji płciowej. Można się zapisać i wypisać.Koncepcja panspermy została ostatnio wzmocniona przez Francisa Criega, laureata na-grody Nobla i odkrywcy struktury DNA, który jest zwolennikiem tezy, że to cywilizacjepozaziemskie umieściły mikroby w statkach kosmicznych zaopatrzonych w odpowiednieosłony przed promieniowaniem i wysłały je w przestrzeń kosmiczną i na powierzchnieplanet w celu zaszczepienia na nich życia.

27

Przyjęcie do raelian to misterium, w którym członek ruchu przekazuje swój plan ko-mórkowy za pomocą upoważnionego do tego celu Przewodnika. Odwołują się do klono-wania, w czym upatrują ziszczenie odwiecznego marzenia o nieśmiertelności. Twierdzą,że podstawowym prawem człowieka jest prawo do dysponowania własnym kodem gene-tycznym. Jeśli przyjąć takie rozumowanie, to na nas nieraelianach spoczywa obowiązekrespektowania ich praw. Bardzo zręcznie i inteligentnie prowadzą marketing w celupozyskania zwolenników i wyznawców. Sięgają do podstawowych pragnień człowieka,jakim jest niewątpliwie nieśmiertelność. W końcu 2002 r. ogłosili, że narodziła się sklo-nowana istota ludzka. Dali jej na imię Ewa. Nie bez powodu. Odniesienia do Biblii sąoczywiste. Firma Clonaid, działa na rzecz raelian i ma za zadanie udowodnienie, żeczłowiek osiągnął już poziom wiedzy i umiejętności Elohim. Jest więc przygotowanydo niesienia życia poza Ziemię. Klonowanie z użyciem matki zastępczej jest pierwszymetapem działalności raelian. Następnie maja zamiar zrealizować hodowlę człowieka bezmatki zastępczej, a potem umożliwić przeniesienie zawartości pamięci starego (tj. oso-bowości i pamięci) umierającego osobnika do młodego organizmu. Koncepcje raelianzmuszają do myślenia. Są dość inteligentnie skonstruowane. Raelianie nie próbują prze-konywać do siebie kogokolwiek. Oni informują ludzi o przesłaniu, jakie odebrał ich Guru.Nie są sektą, ponieważ nie prowadzą żadnych wspólnot. Ich wyznawcy żyją i pracują jakinni członkowie społeczeństwa. Utrzymują kontakt ze społeczeństwem. Nie żyją obokniego i kosztem jego. Ruch nacelowany jest na judochrześcijan, ludzi rozczarowanychmistycyzmem i tęskniących za czymś wprawdzie idealnym ale namacalnym, bardziejrealnym, którego istotę da się ogarnąć rozumem.

Włodzimierz SalejdaWrocław, 25 września 2010 r.

28