Matematické Fórum

Ano, ukázalo se, že Newtonova fyzika není zcela pravdivá, ale i tak je dobrá na základní pochopení fyziky.

Ono je dobré si uvědomit, že žádná z fyzikálních teorií, které známe, není zcela pravdivá.
U některých to možná ještě nevíme - ale to je spíš kvůli tomu, že s nimi ještě nedokážeme moc pracovat a dělat předpovědi.

Jinak je celkem jisté, že žádná fyzikální teorie co známe nepopisuje tenhle svět úplně správně, a i kdybychom takovou měli, museli bychom do toho vnášet zjednodušení my, abychom se vůbec něčeho dopočítali.

U té Newtonovy fyziky jsou ale dva základní problémy, které bychom mohli označit za principiální.

1) Ta běžně známá věc, že nedává správné předpovědi pro rychlosti blízké světlu. Což bylo o to horší, že byly též objeveny rovnice popisující elektromagnetické pole (Maxwellovy rovnice) a obojí bylo potřeba dát nějak dohromady - pole působí na částice a částice v pohybu zase vytvářejí to pole, takže bylo třeba mít i pohybovou rovnici pro částice.
Jenže se ukázalo, že sloučit Newtonovu teorii s tou Maxwellovou prostě nelze. Nějaký čas se hledalo řešení, až se nakonec našlo - Newtonova teorie se musela upravit (zatímco ta nová Maxwellova se ukázala jako správná).
Ona ale ta úprava Newtonovy teorie není zas až tak velká, jak by se mohlo na první pohled zdát.

2) Mnohem větší problém byl ve skutečnosti v tom, že ani opravená Newtonova teorie (jmenuje se tedy Speciální Teorie Relativity) spolu s Maxwellovou teorií el. mag. pole nebyla vůbec schopná popsat cokoliv, co se týkalo atomů a dalších elementárních částic. To byl mnohem zásadnější problém, a trvalo dost dlouho, než se našlo nějaké řešení ve formě kvantové mechaniky.

Ani jeden ze zmíněných problémů ovšem nemá vliv na výpočet trajektorie rakety ze země k měsíci.

Pak je tu ještě další věc - do Newtonovy fyziky spadá i Newtonova teorie gravitace. Ale její problémy jsou spíš teoretického rázu (při tvorbě modelů vesmíru, černých děr atd). Byla také vypracována lepší teorie gravitace, jmenuje se Obecná teorie relativity, a je dost složité podle ní vůbec něco vypočítat. Odchylky od Newtonovy gravitace se zase projevují jen v silných polích (kde mohou padající tělesa dosáhnout vysokých rychlostí). Takže trvalo dost dlouho, než bylo vůbec nějak experimentálně potvrzeno, že platí spíš ta složitá než ta jednoduchá teorie.

Dnes je nutné používat OTR (Obecnou Teorii Relativity) zejména pro satelity GPS - tam tu přesnost potřebujeme, a taky je poslední roky hitem chytat gravitační vlny, ale jinak myslím, že jediná planeta sluneční sosutavy, co se zjevně úplně neřídí Newtonovskou gravitací je Merkur a jeho stáčení perhelia.
Velmi speciálními experimenty lze ovšem platnost OTR potvrdit i na zemi - ale to je spíš náhoda, že nám přiroda poskytla takovou možnost.

Takže závěrem - když víme, v jakých hranicích nám teorie "platí" - tj dává ještě dostatečně přesné předpovědi, není důvod abychom ji nepoužívali. Neznám nikoho, kdo by navrhoval budovu nebo automobil podle teorie relativity.

Na druhou stranu, pokud budeme navrhovat urychlovač, detektor gravitačních vln, a nebo třeba jen počítat stavbu vodíkového atomu, musíme použít teorie přesnější. Ale je to zase mnohem více práce - no a také mnohem více možností, že jsme při použití teorie udělali nějakou chybu.

Navíc, ty staré, jednoduché (a jak se říká "nepravdivé") teorie slouží také k ověřování těch nových - ty nové teorie musejí dávat stejné výsledky jako staré v pomínkách, kde staré platí. Takže třeba z Obecné Teorie Relativity by měl jít Newtonův gravitační zákon odvodit (pro planetu podobnou Zemi), a skutečně to lze udělat (i když je to dost pracné).

Souhlasím se vším, co tu bylo napsáno, jen bych doplnil něco k té otázce ohledně paliva - ta byla vyřešena až koncem 19. stol. a vznikla z toho Ciolkovského rovnice

http://fyzika.jreichl.com/main.article/ … ho-rovnice

Díky