lauantai 17. helmikuuta 2024

Havaintokoordinaatiston liiketilasta. On the State of Motion of the Frame of Reference.

Fysiikassa havainnot tehdään aina jossain koordinaatistossa (Frame of Reference). Koordinaatisto voidaan sijoittaa vapaasti, mutta onko sen liiketila aina yksikäsitteinen?

Tätä kysymystä käsitellään seuraavan esimerkkitekstin avulla:

"Galileo Galilei oli jo aikoinaan huomannut, että hänen mekaniikan lait ovat riippumattomia havaitsijan tasaisesta liikkeeestä ympäristöön nähden; tasaisesti liikkuvassa laivassa tehdyt pudotuskokeet antoivat täsmälleen samat tulokset kuin ne antoivat laivan ollessa kiinnitettynä laituriin. Michelson-Morley kokeen perusteella näytti siis siltä, että myös valon, ja yleisesti sähkömagneettisen säteilyn, suhteen toteutuisi sama riippumattomuus havaintokehyksen liikkeestä ympäristöönsä nähden." (Suntola 2012: 72.)

Suntola viittaa tässä kuuluisaan vuonna 1887 tehtyyn Michelson-Morley kokeeseen, jolla pyrittiin havaitsemaan eetteri. Tuohon aikaan eetterin uskottiin muodostavan globaalin vertailutilan valonnopeudelle, jolloin eetteriin nähden liikkeessä olevassa havaintokoordinaatistossa havaintokoordinaatiston nopeuden tulisi summautua havaittavaan valonnopeuteen. Kokeen tulos oli yllätys, koska mitään muutosta valonnopeudessa ei havaittu. Tuloksen tulkinta aiheutti myös hankaluuksia. Erinäisten vaiheiden jälkeen koetulos kyettiin selittämään ensin klassisen fysiikan puitteissa Lorentzin eetteriteorialla ja hieman myöhemmin Einsteinin suppean suhteellisuusteorian avulla, jonka myötä eetterikäsitteestä luovuttiin.

Esimerkkitekstissä on kuitenkin erikoinen tulkinta havaintokoordinaatiston liiketilasta. Galilein kokeessa laituriin kiinnitetyn havaintokoordinaatiston tulkitaan olevan paikallaan ja Michelson-Morley kokeessa "laituriin" eli Maahan kiinnitetty havaintokoordinaatisto tulkitaan liikkuvaksi. Tämän liikkeen aiheuttajana pidetään Maan [oletettua] rataliikettä Auringon ympäri.

Kuinka sama (laituriin kiinnitetty) koordinaatisto voi olla yhtä aikaa liikkumaton ja liikkeessä? Kuinka fysiikassa siis määritetään havaintokoordinaatiston liiketila?

Ongelmaa ja sen ratkaisua voidaan kuvata kahdella vaihtoehdolla:

1) Pidetään Galilein laituria liikkumattomana koordinaatistona ja laiturin suhteen liikkuvaa laivaa liikkuvana koordinaatistona. Mekaniikan lakien pätevyyttä koskeva päätelmä perustui kahdessa liiketilaltaan erilaisessa koordinaatistossa tehtyihin kokeisiin. Lähtökohtana oli liikkumattomassa koordinaatistossa (laiturilla) tehtyjen koetulosten vertaaminen liikkuvassa koordinaatistossa (laivassa) tehtyihin kokeisiin. Michelson-Morley koe tehtiin käytännössä "Galilein laiturilla", joten kokeen tulos on tulkittava liikkumattoman koordinaatiston mukaisesti.

2) Pidetään Galilein laituria liikkuvana koordinaatistona ja laiturin suhteen liikkuvaa laivaa liikkuvana koordinaatistona, jonka nopeus on laivan nopeuden verran suurempi kuin laiturin nopeus. Mekaniikan lakien pätevyyttä koskeva päätelmä perustui kahdessa liiketilaltaan erilaisessa koordinaatistossa tehtyihin kokeisiin. Michelson-Morley koe tehtiin vain yhdessä koordinaatistossa, joten ei ole perusteltua tehdä kokeen perusteella samanlaista päätelmää kuin Galilein kokeiden perusteella on tehty. Michelson-Morley koe on tältä osin keskeneräinen. "Laiva-koe" on vielä tekemättä.

Loppupäätelmä:

a) Michelson-Morley koe on tulkittava liikkumattoman koordinaatiston perusteella.
tai
b) Michelson-Morley koe on tehtävä myös "laivassa" ja vasta sen jälkeen koetuloksista voidaan tehdä johtopäätöksiä.


Lähde:

Suntola, Tuomo (2012): Tieteen lyhyt historia - vai pitkä tie luonnonfilosofian ja empirismin kohtaamiseen, Physics Foundations Society.

perjantai 26. tammikuuta 2024

Mihin ihminen perustaa uskonsa?

Jokaisella ihmisellä on maailmankuva eli hän uskoo johonkin. Onko uskon perusta aina vankka ja looginen?

Jotkut ihmiset uskovat Jumalaan eli salattuun korkeampaan voimaan, johon voi turvautua, kun omat voimavarat eivät enää riitä tämän maailman haasteiden edessä. Lohtua elämään voi myös tuoda kristinuskoon liittyvä ilosanoma - lupaus syntien anteeksiannosta ja iankaikkisesta elämästä. Tämä maallinen vaellus ei sittenkään ole koko totuus olemassaolon ihanuudesta ja kurjuudesta. Jotain paljon kauniinpaa, parempaa ja ennenkaikkea armollisempaa on vielä edessä. Jaksan siis vielä ottaa askeleen näiden kaikkien murheiden ja turhuuksien keskellä.

Jumalan olemassaolon kieltävät usein vetoavat siihen, että eivät voi uskoa näkymättömiin henkiolentoihin. "Uskon vain siihen mitä voin omin silmin nähdä!" Tämä kuulostaa järkevältä perustelulta. Miksi pitäisi uskoa johonkin mitä ei voi nähdä? Tosin rakkauttakaan kukaan ei liene koskaan nähnyt mutta silti moni uskoo siihen. Unohdetaan nyt kuitenkin rakkaus...

Onko uskon perusta siis näkemisessä? Pitäisikö Jumalakin nähdä ensin, ennenkuin Häneen voi uskoa? Varmasti se voisi auttaa niitä, joiden on vaikea muutoin uskoa Häneen.

Mutta uskon perusta ei kuitenkaan ole näkemisessä. Tämä seikka tulee selkeästi ilmi arjessamme lähes päivittäin. Me näemme Auringon kiertävän taivaalla Maan ympäri. Kuitenkin useimmat meistä eivät usko näkemäänsä, vaan me uskomme meille kerrottuun tarinaan, jonka mukaan Aurinko on paikoillaan ja me seisomme pyörivän pallon päällä.

Jos joku sanoo ettei voi uskoa Jumalaan, koska Häntä ei voi nähdä, mutta kuitenkin uskoo seisovansa pyörivän pallon päällä, vaikka näkee Auringon kiertävän taivaalla, niin hän on epälooginen uskonsa perusteluissa.

Ihmisen uskon perusta on siis varsin häilyväistä laatua. Näkeminen voi antaa uskon tai sitten ei. Kerrottu tieto voi antaa uskon tai sitten ei. Ihmisen usko näyttää olevan jonkinlainen tapauskohtainen valinta, jossa ei ole selkeää logiikkaa.


Lisää aiheesta.

keskiviikko 1. marraskuuta 2023

Linlon retki

Vaikka naturalismin ja kehitysopin kritisointi onkin kiinnostavaa, niin välillä voi tehdä jotain aivan muuta, kuten retken Linlon saareen Kirkkonummelle.

Linlon saari on hieno retkipaikka, joka tarjoaa retkeilijälle monenlaista nähtävää: vanhaa metsää lahopuineen, kallioita ja kalliojyrkänteitä, kaislikkorantoja ja merenlahtia, pikkusaaria ja tietysti lintuja. Retkellämme näimme mm. 13 harmaahaikaraa, useita joutsenia, muutaman iso-koskelon ja korppeja. Saarella on hienoja grillitupia, joissa voi nauttia eväitä suojassa sateelta ja tuulelta. Merkityt reitit ovat kohtuullisen helppokulkuisia mutta kuitenkin riittävän vaihtelevia pitkospuineen, jotta kulkeminen ei käy tylsäksi. Pakko myöntää, että Linlon kauneus ja monipuolisuus yllätti, sillä se oli meillä vain suunnitelma-B, koska suunnitelma-A (Iso-Melkutin) hylättiin arveluttavan sään vuoksi. Tuli myös selväksi, että Linloon palataan, jos Luoja suo. Karvakuonon lisäksi retkellä olivat mukana Tuula, Siri ja Juha.

Juhalle ja Sirille kiitokset maukkaista vegaanisista munakoiso"pekoni"patongeista!

Alla on kuvia Linlon retkeltämme.