Előadást letölteni
Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon
KiadtaNóra Bogdánné Megváltozta több, mint 9 éve
1
A Gólem 4. Előadás A kísérlet, amely „bizonyította” a relativitás elméletét A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
2
Kérdések és fogalmak Kérdések: Mi történik, ha egy elméletnek ellentmondó eredményre vezet egy kísérlet? Mikor igazol és mikor cáfol egy megfigyelés egy elméletet? Hogyan alakul ki konszenzus egy elmélet megítélése körül a tudományos közösségben? Fogalmak: Döntő kísérlet; Igazolás (verifikáció) és cáfolás (falszifikáció); A társas elfogadás viszonyai; A kísérletek elméletfüggése; Elméleti elköteleződések és várakozások; A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
3
Az elméletek igazolása Honnan tudjuk, hogy egy elmélet igaz? Megmérjük? Tudunk olyan kísérletről, ami igazolja a jóslatait? Minden kísérlet igazolja a jóslatait? Belátjuk, hogy szükségszerűen igaz? Mindenki elhiszi? „Ha van olyan mérés, amely igazolja az elméletünket, azaz az elmélet jóslatait megbízható adatokkal tudja alátámasztani, akkor az elméletünk helyes.” Ez logikailag nyilvánvalóan sántít, mégis sokszor ebben a formában szoktak hivatkozni kísérletekre.. Milyen döntő kísérletekről tudunk, amelyek igazoltak kérdéses elméleteket? A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
4
Miről lesz szó? Egy kísérletről, amely az értő közvélemény szemében „bizonyította” a relativitás elméletét: Eddington 1919-es expedícióját az általános relativitáselmélet melletti döntő bizonyítékként szokták említeni; Kik? Elsősorban a fizika tankönyvek és a tudományos népszerűsítő irodalom; NEM az adott részterülettel foglalkozó tudósok és tudománytörténészek! Nekik általában alapos tudásuk van ezekről az esetekről, ők a szakértői ennek bár az eltérő nézőpontnak köszönhetően nem feltétlenül jutnak ugyanazokra a konklúzióra, mint a tudománytörténészek; Viszont szinte mindenki más laikus ezzel kapcsolatban: nemcsak a tudomány iránt érdeklődők általában, hanem a más területen dolgozó kutatók is! A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
5
Egy új gondolat elsöprő sikere „Albert Einstein nevéhez fűződik a tudományos élet egyik legnagyobb felfedezése, a relativitáselmélet megalkotása. A híres német tudóst barátság fűzte kortársához, az angol tudományos élet kiemelkedő képviselőjéhez, Sir Arthur Eddingtonhoz. Az angol fizikus volt ugyanis az első, aki megértette Einstein elméletét. A két lángelme felvette egymással a kapcsolatot, levelezésük során megosztották egymással észrevételeiket és gondolataikat.” (port.hu: Einstein és Eddington c. film ismertetője) A relativitáselmélet sok mindennek vált a szimbólumává: az emberi géniusz csúcsteljesítménye; az érthetetlenség netovábbja; a relativizmus mételye; a bátor tudományos állítások és kísérleti igazolásuk iskolapéldája… A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
6
„Elmászó csillagok” Einstein forradalmi elmélete bátor jóslatot tesz a newtoni világképhez képest: Mindkét elméletben elhajlik a fény erős gravitáció esetén, de az általános relativitáselmélet szerint nagyobb mértékben. Kérdés: kinek van igaza? Eddington csillagászati mérései Einstein elméletét igazolták! Egy csapásra tudományos hősök lesznek- akik felülemelkednek a nemzetek közötti konfliktusokon- együttműködésükből világraszóló eredmény születik; A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
7
A relativitáselmélet „általánosítása” Einsteint korábbi eredményei után is foglalkoztatták a különböző megfigyelők közötti relációk; Ekvivalencia-elv: egy külső „gravitációs erő” hatására szabadon eső rendszer lokálisan megkülönböztethetetlen az erőmentes mozgástól (1907): Ez a felismerés, ha többnek tekintjük puszta véletlennél, a gravitáció és a mozgásegyenletek alapvető „összegyúrását” követeli meg; Einstein egy évtizedig küzd a problémával, mire rátalál a megfelelő matematikai alakra 1916-ban eljut az általános relativitáselmélet megfogalmazáshoz; A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
8
A fényelhajlás jóslata Einstein elgondolásai fokozatosan alakultak ki: 1911-ben egy még félig klasszikus gondolatmenet alapján arra jut, hogy közvetlenül a Nap mellett elhaladó fénysugár 0,87’’ (szögmásodperc) elhajlást szenved, 1916-ban, a teljes elmélet birtokában egy második levezetést is ad, amely pontosan egy kettes szorzóban tér el a korábbitól: 1,74”; Eddington 1918-as összefoglalójában az első számot nevezte az elhajlás „newtoni” értékének: Pedig Einstein ezt is már az ekvivalencia-elv alapján vezette le, viszont még hagyományos téridő-képben; Newton természetesen nem mondott ilyesmit! A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
9
Kísérleti ellenőrzés? Einstein már az 1911-es cikkében felvetette, hogy teljes napfogyatkozáskor lehetne ellenőrizni a jóslatát: Elméletileg a kor technológiája alapján kimérhető a jósolt eltérés; Gyakorlatban azonban – mint azt látni fogjuk – jóval nehezebb a feladat… Az öt legközelebbi teljes napfogyatkozás: 1912. október 10.: Erwin Freundlich Brazíliába utazott – ahol a fogyatkozás idején végig esett; 1914. augusztus 21.: három kutatócsoport is egy kitörő háborúban találja magát Oroszországban; 1916: mindenki háborúskodik; 1918. június 8.: egy amerikai csoport (W. Campbell és H. D. Curtis) felvételeket készít, de az eredményeket a kiértékelés nehézsége és bizonytalansága miatt soha nem publikálták; 1919. május 29.: pont igen jó a csillagok állása – erről szól a mi történetünk… A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
10
A megfigyelés nehézségei Cél: összehasonlítani a csillagok pozícióit normál körülmények között, valamint akkor, amikor a Nap közelében vannak; Feladat: meg kell tudni különböztetni a berendezés torzító hatásait a kimérni kívánt effektustól (fényelhajlás vs. Skálázási hiba); Nehézségek: A Nap mellett a csillagok csak teljes napfogyatkozás idején látszanak, amik csak ritkán és tipikusan nem az obszervatóriumok felett történnek; Olyan kicsi az eltérés, hogy csak akkor lehet kimutatni, ha ugyanazt az égboltterületet fotózzák le Nappal és Nap nélkül; Több hónapos várakozás… A megfigyelések ezért más-más évszakra tevődnek, ami eltérő környezeti hőmérsékletet, és így a távcsövek nehezen kontrollálható deformációját okozhatja, ami módosítja a fókusztávolságot is; A távoli, eldugott helyen esedékes napfogyatkozásokhoz csak kisebb távcsöveket lehet használni, amelyeknek hosszabb záridőre van szükségük az éles képhez; ez újabb problémához vezet; A távcsövet vagy egy tükröt mozgatni kell, hogy kövesse a Föld forgását; Ráadásul az időjárás minden előkészületet meghiúsíthat… A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
11
Helyszín, eszközök és problémák 1. Príncipe szigete (Afrika) – Eddington & Cottingham egy nagyobb, asztrográfiai teleszkóp 2. Sobral (Brazília) – Commelin & Davidson egy nagyobb, asztrográfiai teleszkóp + egy kisebb távcső, probléma esetére Probléma lett is: Príncipén felhős volt az ég; Sobralban a felhők éppen eltűntek a fogyatkozás körül, viszont a nagyobb távcső alatt mozgatandó tükörrel akadtak gondok; A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
12
A Sobral-csoport eszközei Príncipe szigete (Afrika) – Eddington & Cottingham egy nagyobb, asztrográfiai teleszkóp Sobral (Brazília) – Commelin & Davidson 19 fotó egy nagyobb és 8 egy kisebb távcsővel (ebből 1 felhős) A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
13
A mérések eredménye Príncipe (Eddingtonék): a felhőzet nem volt nagyon vastag, ezért készítettek felvételeket, hátha valami látszik majd; 16 fotólemez készült, DE otthon kiderült, hogy ezek közül csak 2 használható, és azokon is csak öt csillag látszik; Sobral (Commelin & Davidson): 19 fotó a nagyobb teleszkóppal: a tükör problémája miatt elmosódott képek (nagyon nehéz és bizonytalan a kiértékelésük) 8 a kisebb távcsővel: szép éles képek, csak egy felhős viszont kisebb területet mutatnak (kevesebb az adat a torzítási korrekciók kiszámítására) A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
14
A mérések kiértékelése A fotólemezek kiértékelése hónapokig tart; A különféle hibák miatt többféle módszertant is alkalmaznak; 1. eredmény (Sobral): A kisebb távcső adatai: a Nap melletti csillag-elmozdulás (fényhajlás) mértéke: 1,86 és 2,1 szögmásodperc között van: Einsteinnek van igaza (?); A nagyobb teleszkóp adatai szerint: csak 0,86 szögmásodperc a fényelhajlás Newtonnak van igaza(?); 2. eredmény (Príncipe): A két rossz minőségű fotó alapján számított szögelhajlás 1,31–1,91 szögmásodperc: mégis inkább Einsteinnek van igaza (?); A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
15
Az eredmények értelmezése 1919. november 6.: Frank Watson Dyson, a királyi főcsillagász bejelenti, hogy a megfigyelések Einstein elméletét igazolták: A kisebb sobrali távcső adatait tekintették döntő bizonyítéknak; Támogató adatként kezelték a két rossz minőségű Príncipe-i fotót; A 18 db, nagyobb távcsővel készült képet figyelmen kívül hagyták! A publikált anyagból a sobrali nagy távcsővel készített képek már kimaradtak így a mérések közzétett eredményei inkább Einsteint igazolták. A 2.0 körüli érték viszont Einsteint sem igazolja egyértelműen… Nem bizonyítható egyértelműen, de valószínű, hogy Dyson és Eddington az adatok kiértékelése során valamennyire szem előtt tartották a tesztelendő elméleteket is… Így az elmélet és a kísérlet „idő előtt” kapcsolatba került egymással pedig a kísérletektől azt szokás elvárni, hogy függetlenek legyenek az elmélettől! A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
16
Az eredmények értelmezése Később természetesen sok további mérés igazolta ezt az értéket, az 1919-es adatok kiértékelése azonban korántsem volt egyértelmű; Mi volt a siker titka? Szerencse? Helyes tudományos megérzés? Valamennyire mindkettő, de az bizonyos, hogy az utókor megítélésében nagy szerepet játszott a retorika; A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
17
Tanulságok Van olyan eset, hogy egy-egy mérés eredménye alátámaszt egy elméletet, azonban nem igazolja azt sosem; Ha egy mérés egy elmélet igazolásának látszik, akkor is még számos emberi tényezőt kell számításba vennünk, és semmiképpen nem érdemes véglegesnek tekintenünk az eredményeket; Fel kell adnunk a „döntő kísérlet” mítoszát, hiszen jól látszik, hogy az ilyen kísérletek nem mindig igazolják a kérdéses elméletet, és „döntővé” nyilvánításuk és népszerűségük pedig számos (tudomány)szociológiai tényezőtől is függ: A döntő kísérlet szinte sohasem egyetlen kísérlet, hanem mérések gondosan (sőt: egyre gondosabban) kivitelezett sorozata; A kísérletek különböző kritikákat vonnak maguk után, a következő mérések ezekre próbálnak meg válaszolni; Az utókor ezek közül egyet emel ki és jegyez meg (általában időben az elsőt), ami eléggé hamis tudományképhez vezet; A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
Hasonló előadás
© 2024 SlidePlayer.hu Inc.
All rights reserved.