Jak nauczyć teorii względności swojego psa recenzja

Tytuł książki sugeruje odważny eksperyment dydaktyczny, ale to tylko zabieg marketingowy. W środku dostajemy dobrze napisany i przewidywalny, choć w kilku miejscach nieszablonowy, tekst wprowadzający w świat teorii względności. Nacisk tym razem położono na poglądowość, analizę graficzną słynnych Einsteinowskich nieintuicyjności z rozbudowanym ich opisem. Fizyk Chad Orzel najwięcej miejsca poświęcił na przedyskutowanie konsekwencji dla rozumienia przez ludzi czasu i przestrzeni. Absolutny czas i ‘sztywna’ jednorodna przestrzeń – jako dziedzictwa Newtonowskiego podejścia – w ubiegłym wieku nie wytrzymały ostatecznie zderzenia z faktami. Profesor jest kolejnym naukowcem, który chce o tym opowiedzieć od podstaw. Wyszło ambitnie i chyba z dużą szansą na dotarcie do kogoś, kto czuje, że nie rozumiem tej względności, ale chętnie zaryzykuje kolejny kurs z szansą na uzupełnienie luk w wiedzy.

Fizyk pilnuje się, by utrzymać ciekawość czytelnika beletryzującymi opowieść wstawkami zbudowanymi na zasadzie rozmowy z psem, który czasem dowcipnie, czasem z intuicyjnym wyczuciem, czasem zupełnie nietrafnie, komentuje i dopytuje swojego właściciela o kolejne zagadki teorii względności. W zasadzie można je zignorować, choć Emmy reprezentuje w dialogach sceptyka, może niedowiarka, trochę zniecierpliwionego czytelnika, który chciałby ‘na skróty’ przyswoić tajniki względności czasoprzestrzennej. A to krótka droga do wpadania w pułapki, błędne wnioski, uproszczenia. Z jednej strony te tajniki są łatwe do pewnego poziomu (da się ‘na palcach’ pokazać sens dylatacji czasu czy efekt skrócenia długości obiektu obserwowanego podczas ruchu), a z drugiej – to wciąż ‘gwałt’ na naszym umyśle. Z tym ostatnim zmaga się dydaktycznie autor przez całą książkę. Położony nacisk na grafiki, to sprawdzona metoda opowiadania o fizyce relatywistycznej. Bez tego (czyli przyswojenia zasad rządzących coraz bardziej rozbudowanymi rysunkami środkowej części – od str. 100 do str. 187) nie zrozumie się ograniczeń przyczynowości (ważne znaczenie rysunku na str. 179) i trudniej będzie przejść do podstawowych konsekwencji ogólnej teorii, gdy pojawia się w opowieści grawitacja.

Jeżeli względność opisu zjawisk (rozumiana symetrycznie, czyli gdy jest się obserwowanym i obserwującym – poruszanie się jednostajnie jest właśnie czymś względnym) to meta-założenie teorii z 1905, to zasada równoważności (z legendarną windą w eksperymencie myślowym Einsteina) funduje teorię z 1915. Orzel tej zasadzie poświęca większość drugiej części książki, jednocześnie przybliżając liczne konsekwencje ‘krzywizn świata’ – czarne dziury, fale grawitacji i modele opisujące kosmologię Wszechświata. W tych rozdziałach autor podąża bardziej utartym szlakiem wytycznym przez inne książki popularno-naukowe referujące współczesną astrofizykę. Nieodmiennie czuję głębię stwierdzenia pojawiającego się i w tej książce (str. 248):

Moje krytyczne uwagi skupiają się wokół znaczenia pojęcia ‘prawa fizyki’, które wraca w kilku kontekstach. Jest na przykład kluczowym elementem postulatów Einsteina prowadzących do szczególnej teorii, choć jeśli przyjrzeć się argumentacji profesora, to czytelnika powinny ogarniać wątpliwości – czym one tak naprawdę są? Za nienaruszalne prawo przez wieki uchodził przykładowo chód zegarów i jednostka odległości. Od czasów Einsteina tak już nie jest. Stąd aksjomatyzacja tego pojęcia (str. 39) nie pociąga jeszcze za sobą klarownego wyznacznika poprawności formuł, które są wymagane by pozostawać w zgodzie z fizyczną rzeczywistością. Przy czym nie chodzi o ‘dzielenie włosa na czworo’, jak to czasem robią filozofowie nauki, ale o fakt łączący eksperyment z jego ujęciem ilościowym. Tu Orzel niezbyt jasno przekonywał czytelnika do konstruowanych u podstaw fizyki zasad by uniwersalizowały nasze rozumienie przyrody. A przecież to ostateczny wyznacznik sensowności uprawiania nauki. Jeszcze drobna uwaga. Czytelnicy popularnych książek z fizyki i astronomii łatwo dobudują sami przypisy i aktualizacje, które pozostawały w zawieszeniu w 2012 roku (przede wszystkim chodzi o obserwacje czarnych dziur i fal grawitacyjnych).

„Jak nauczyć teorii względności swojego psa” to książka warta uwagi kogoś, kto być może wie, że nie rozumie konsekwencji teorii Einsteina, ale przede wszystkim ‘nie do końca czuje’ w jaki sposób do tak nieintuicyjnych wniosków (w stosunku do naszej codzienności) MUSIMY dochodzić, jeśli chcemy być w zgodzie z tym, jak działa przyroda. Dwa zegarki (atomowe, wahadłowe – nie ważne jakiej konstrukcji) chodzą inaczej, jeśli jeden jest już metr bliżej środka Ziemi niż drugi – to się mierzy doświadczalnie! Co innego, że te różnice są baaaardzo niewielkie. Ale z drugiej strony, ten sam efekt sprawia, że na horyzoncie zdarzeń okrywającym czarną dziurę czas się ‘zamraża’ – przestaje odliczać jakiekolwiek interwały. O tym jest ta książka – o wydobywaniu nas z mylnych przekonań, które jeśli odrzucimy, otwierają nas na pełniejsze wchodzenie w interakcję ze światem, który nie musi dostosowywać się do ludzkich złudzeń czy stereotypów. Z powyższego nie wynika, że zakładam minimalny poziom wiedzy u czytelnika. On jest dowolny w związku z faktem, że każdy słyszał o Einsteinie, o ‘e równa się mc kwadrat‘ i o czarnych dziurach. A to już dość i jednocześnie wystarczająco dużo, by sięgnąć po tekst Orzela.

DOBRE z małym plusem 7.5/10

/numeracja stron na podstawie wydania: Prószyński i S-ka 2013/