Materie eeue later nog misterie | Netwerk24
Materie eeue later nog misterie
Deur Danie Strauss 16 September 2020 22:03
Die werklikheidservaring van die mens is ingebed in die belewing van konkrete dinge, gebeurtenisse en samelewingsverhoudinge.
Van kleins af word ons egter reeds gekonfronteer met 'n besef van die matelose omvang van die heelal – soos ook onlangs nog uitgelig is deur Elsabé Brits in haar "afskeidsrede".
Te midde van die misterie van alles wat bestaan, ontmoet ons die geheimenis van dit wat van oudsher af aangedui is as materie.
Sedert die vroegste ontwikkeling van die Griekse kultuur word gesoek na een of ander verklaringswyse of verklaringsbeginsel met behulp waarvan ons alles kan verstaan. Die Griekse kultuur word immers tereg gesien as die bakermat van die Westerse beskawing en as die voedingsbodem waaruit die sogenaamde eksakte natuurwetenskappe ontstaan het.
Dit is bekend dat Thales reeds in 585 v.C. 'n sonsverduistering reg voorspel het. Ewe merkwaardig is die vermoë waaroor hy beskik het om by 'n sonstand van 450 uit die skaduwee van 'n piramiede die hoogte daarvan te bereken. Thales het reeds geweet dat die diagonale van reghoekige driehoeke ewe lank is en by hom vind ons inderdaad die vertrekpunt van die meetkunde as 'n samehangende teoretiese sisteem.
Alles is getal?
Die verdere ontwikkeling van nadenke oor die fisieke natuur het by die Pitagoreërs tot die belangrike insig gelei dat rasionele kennis onvermydelik verband hou met getalsverhoudinge. Hul algemene stelling dat alles getal is, het egter te ver gegaan. Hierdie opvatting berus op die oortuiging dat met behulp van die verhouding tussen heelgetalle (0, 1, 2, 3 . . .), deur bloot van gewone breuke soos ½ gebruik te maak, alles getalmatig beskryf kan word.
Weliswaar het die ontdekking dat die kelkblare van blomme 'n reëlmatige vyfhoek vorm ('n pentagram) 'n bedreiging ingehou vir die oortuiging dat alles getal is. As al die diagonale verbind word, kry ons die vyfhoekige ster wat onder meer by die poort van Plato se Akademie aangebring is – met die onderskrif dat diegene wat nie in die wiskunde onderlê is nie, nie die Akademie mag binnegaan nie.
Die pentagram het tot die ontdekking gelei dat die verhouding sy/diagonaal nie met 'n gewone breuk (rasionale getal) voorgestel kan word nie. Dit het tot die eerste grondslae-krisis van die wiskunde gelei wat tot die geometrisering van die wiskunde gelei het.
Die kelkblare van blomme, soos hierdie plumbago, vorm 'n reëlmatige vyfhoek (pentagram).
Alles is ruimte
Elke getalverhouding kan tewens meetkundig voorgestel word, maar nie elke lynverhouding kan getalmatig (aritmeties) voorgestel word nie. In die boeke van Euklides is die teorie van getalle daarom aangebied as 'n deel van die meetkunde.
Hierdie ontwikkeling het vir die Grieke geïmpliseer dat materie in terme van ruimtelike uitgebreidheid verstaan is – 'n opvatting wat tot by Descartes sou naleef, uitgebreide substansie (res extensa).
Met 'n gedagte-eksperiment formuleer Galilei sy traagheidswet (inersie). Gestel 'n liggaam beweeg op 'n hindernisvrye baan wat tot in die oneindige uitgestrek is, dan sal hierdie beweging eindeloos gekontinueer word.
Teenoor die tradisionele Aristoteles-Middeleeuse opvatting, waarvolgens die beweging van 'n liggaam van 'n veroorsakende krag afhanklik sou wees, impliseer die traagheidswet dat beweging 'n gegewe is wat nie uit iets anders afgelei of verklaar kan word nie.
Dit is 'n oorspronklike verklaringswyse – verskillend van getal (die Pitagoreërs) en ruimte (die spekulatiewe denkwyse van Zenon). As beweging nie 'n veroorsakende krag benodig nie, dan kan hoogstens gepraat word van verandering van beweging (versnelling of vertraging) – en dít benodig 'n fisiese krag.
Waar Aristoteles nog oortuig was dat beweging 'n oorsaak benodig, het Galilei ingesien dat beweging 'n oorspronklike werklikheidsgegewe is, net soos getal en ruimte.
Spoedig sou die moderne fisika egter in die greep kom van die moderne meganistiese wêreldbeeld wat die heelal herlei het tot stofdeeltjies in beweging (Heinrich Hertz – 1894).
Hierdie oriëntasie het geglo dat alle fisieke prosesse omkeerbaar is. Maar Carnot, Marie Curie en Max Planck het besef dat dit in werklikheid onomkeerbaar is – oorsaak kom voor gevolg.
'n Dekade nadat Planck die "Wirkungsquantum" ('n klein stukkie energie) in 1900 ontdek het, het hy in 'n voordrag pertinent gewys op die innerlike onhoubaarheid van die meganistiese natuuropvatting, wat gedefinieer kan word "as die beskouing dat alle fisieke prosesse volledig tot die bewegings . . . teruggevoer kan word."
Natuurlik beteken dit dat ook die fisieke aspek in eie reg as 'n verklaringswyse erken en benut moet word.
Aristoteles het onderskei tussen die fisika van hemelliggame en die fisika van dinge op aarde, maar die moderne fisika het besef dat natuurwette oral geld (universeel van krag is) en wette soos dié van konstante energie of swaartekrag is op alle fisieke liggame van toepassing.
Steeds die misterie van materieStegmüller is oortuig dat selfs vir die 20ste-eeuse wetenskap die begrip materie inderdaad een van die moeilikste en mees misterieuse is. Hy merk ook op dat diegene wat hulle besig hou met groot hemelliggame (soos die sterrekunde, astrofisika en kosmologie) nogtans steeds op kennis van die kleinste materie-deeltjies aangewese bly – kwarke ingesluit.
Vervolgens stel hy dit dat die kontemporêre materie-eksperte geensins slimmer geword het as daardie eerste denkers wat meer as 2000 jaar gelede op 'n suiwer spekulatiewe basis probeer het om die misterie van materie te verstaan nie.
Literatuur: Paul Lorenzen, 1960. Die Entstehung der exakten Wissenschaften; Anneliese Maier, Die Vorläufer Galileis im 14. Jahrhundert. Max Planck, 1910; Die Stellung der neueren Physik zur mechanischen Naturanschauung; Wolfgang Stegmüller 1987. Hauptströmungen der Gegenwartsphilosophie.