Fysiikka 7

Aikaisemmat FY-kurssit antavat sinulle perusteet klassisesta fysiikasta. 1800-luvun loppuun mennessä oli kehitetty toimivat mallit siihen mennessä havaittujen ilmiöiden kuvaamiseen. Teoriat gravitaatiosta ja sähkömagnetismista sekä energian ja liikemäärän säilymislait selittivät erinomaisesti lähes kaikki siihen mennessä tehdyt kokeet. Kaiken lisäksi nämä kappaleita ja aaltoja kuvaavat lait ovat mukavan konkreettisia, suoraviivaisia ja täydellisen ennustuskykyisiä.

Moni ajatteli, että fysiikka on saatu valmiiksi, enää tarvitsee vain tehdä tarkempia kokeita viimeisten yksityiskohtien selvittämiseksi. Ja koska fysiikka kuvaa niitä rakennuspalikoita, joista kaikki koostuu, oli vallalla vahva luottamus siihen, että luontoa ymmärrettiin.

Vallankumoukset tulevat usein juuri sellaisina aikoina, kun kaikki on saatu valmiiksi, ja niin kävi nytkin. Modernin fysiikan aikakausi alkaa vuodesta 1900, jolloin Planck selitti mustan kappaleen säteilylain olettaen, että energia koostuu pienistä paketeista, kvanteista. Tämä huomio tuli mullistamaan fysiikan perusteet, ja se alkoi saada kannatusta sen jälkeen, kun Einstein käytti Planckin ideaa ja selitti niin kutsutun valosähköisen ilmiön vuonna 1905. Samana ”ihmeiden vuonna” hän kirjoitti erityisen suhteellisuusteorian, joka haastoi Newtonin teorian perustana olevat absoluttisen ajan ja avaruuden ja korvasi ne aika-avaruudella.

Planckin, Einsteinin ja monien muiden oivallukset 1900-luvun alkupuolelta muuttivat ymmärrystämme maailmasta, eikä nykyisen kaltainen tietoyhteiskunta olisi mahdollinen ilman niitä. Samalla me fyysikot opimme hieman nöyryyttä ”fysiikan lakeja” kirjoittaessamme: sillä samanlaisella itsevarmuudella kuin millä 1800-luvun lopussa niiden uskottiin olevan valmiita ja ymmärrettäviä, voimme nyt sanoa etteivät ne oikeastaan ole kumpaakaan.

Tapio Salminen, FT