- = [ Tomas Malek ] = -
-=[ t o m a s . m a l e k @ m a t f y z . c z ]=-



Fyzik ve vlaku
(studijní materiál)


Začínající teoretický fyzik bez fantazie

Začínající teoretický fyzik bez fantazie nasedl do vlaku, vytáhl z kufříku hromádku papírů s výpočty a začal řešit pohyb vlaku ve zobecněných hyperbolických souřadnicích pomocí Hamilton-Jacobiho rovnice. Protože mu to chvíli potrvá, podívejme se zatím, jak se s obdobnou situací vyrovnávají někteří jeho zkušenější kolegové, vrátíme se k němu, až něco spočítá.

První z nich je

Experimentální fyzik

Experimentální fyzik nasedl do vlaku a pozoroval velmi zajímavý fenomén. Čas od času se ozvalo zahoukání a následně okolní krajina zmizela ve tmě, po chvíli se vše vrátilo do normálu. Podrobným rozborem pozorovaného jevu se mu podařilo prokázat, že zahoukání vydává lokomotiva, a že tma je způsobena vjezdem vlaku do tunelu. Koeficient korelace mezi těmito jevy mu vyšel 0,999998, přičemž časová následnost jevů je vždy taková, jak bylo popsáno výše, a nezávisí na tom, po které trati ani kterým směrem se vlak pohybuje. Experimentální fyzik ví, že princip kauzality nedovoluje, aby následek předcházel svou příčinu, a proto formuluje nově objevený (empirický) zákon takto:

Zahoukání lokomotivy způsobuje, že vlak následně vjede do tunelu.

O tři roky později za to dostane Nobelovu cenu.

Jistě vás zajímá, kam se mezitím dostal náš začínající teoretický fyzik bez fantazie. Nechceme se zde příliš podrobně zabývat jeho výpočty a proto se omezme na konstatování, že už se dostal dvě stanice za tu, ve které chtěl původně vystoupit.

Kvantový fyzik

Kvantový fyzik vlakem zásadně nejezdí. Je mu totiž jasné, že operátory polohy a hybnosti spolu nekomutují, a proto může buď vědět, kde je, ale nevědět kam jede, nebo naopak vědět, kam jede, ale nevědět, kde je. Existuje sice celkem rozumný kompromis, kdy člověk přibližně ví, kde je, a zároveň přibližně ví, kam jede, ani to však kvantový fyzik nepovažuje za příliš šťastný způsob cestování.

Kdo naopak vlakem jezdí šíleně rád, je

Relativistický fyzik

Relativistický fyzik totiž díky tomu stárne pomaleji, než ti, kdož vlakem nejezdí. Nejraději samozřejmě jezdí Einsteinovým expresem. A úplně nejraději jezdí vlakem, když má dvojče, které může nechat stát na nástupišti (když se ho zeptáte, není-li jeho chování vůči dvojčeti poněkud kruté, obvykle se zatváří záhadně a odpoví vám, že je to relativní). Je tedy třeba, aby jeho dvojče nebyl také relativistický fyzik, protože ten by se těžko nechal přemluvit, aby zůstal stát na nástupišti, zatímco jeho bratr cestuje po světě, a jel by vlakem taky. Ideálním dvojčetem je proto pro relativistického fyzika kvantový fyzik, který, jak známo, vlakem nejezdí.

Bystrého čtenáře v tuto chvíli již určitě napadla otázka, jaký vztah k vlaku má potom relativistický kvantový fyzik. Na tuto otázku autor bohužel nezná odpověď, protože tak daleko se zatím ve studiu fyziky nedostal.

Vraťme se proto raději za

Začínajícím teoretickým fyzikem bez fantazie

Začínajícímu teoretickému fyzikovi bez fantazie se právě podařilo provést separaci času.

Abychom se vyhnuli obviněním z rasové diskriminace, podívejme se opět za nějakým

Jiným experimentálním fyzikem

Jiný experimentální fyzik není tak úspěšný jako jeho kolega. Změřil totiž, že úhel mezi kolejemi je (1,3 +/- 8,8) . 10-5 SJ (čti: správných jednotek) a teorii o kolejích protínajících se v nekonečnu se mu tak nepodařilo ani ověřit ani vyvrátit.

Kvantový fyzik má také kolegu. Je jím

Jiný kvantový fyzik

Jiný kvantový fyzik je nejméně stejně zapřísáhlý odpůrce železnice jako jeho kolega. Dokázal, že jízdní řád je nesmysl, protože kam a kdy vlak jede, je určeno teprve tím, že do něj nasedneme, a navíc, že kdybychom se snažili zároveň sledovat stav všech vlaků, způsobilo by to stávku na železnici (resp. vlaky by prostě přestaly jezdit).

Už jsme se dlouho nepodívali za

Začínajícím teoretickým fyzikem bez fantazie

Začínající teoretický fyzik bez fantazie dojel do koncové stanice vlaku a je z něj vyhazován nádražním zřízencem.

Statistický fyzik

Statistický fyzik vlakem jezdí, ale pouze v azbestovém obleku. Spočítal totiž, že předpokládá-li platnost ekvipartičního teorému a uváží přitom, že vlak je vázán na jakousi jednorozměrnou varietu (koleje) a má tedy pouze jeden stupeň volnosti, dostane teplotu dopravního systému asi 4 . 1028 K. Také spočítal rozdělovací funkci odjezdů vlaku, která se liší od rozdělovací funkce vypočtené z jízdního řádu v tom, že vlaky jezdí asi o 5 minut až 4 hodiny později. Protože tento jev byl v praxi skutečně pozorován, je i on vážným kandidátem na Nobelovu cenu.

Začínající teoretický fyzik bez fantazie

Začínajícímu teoretickému fyzikovi bez fantazie se v nádražním vestibulu právě podařilo separovat proměnnou ..

Astrofyzik

Astrofyzik jezdí vlakem pravidelně, pouze ovšem jednu zastávku. Skoro celou cestu přitom vidí z okna pouze travnatý násep, keře šípků a občas nějakou tu břízu či akát. Toto pozorování ho vede k závěru, že téměř veškerá pozorovatelná hmota Vesmíru je tvořena travnatým náspem, keři šípků a občas nějakou tou břízou či akátem. Extrapolací postupného zarůstání náspu šípkem, břízami a akátem do minulosti pak získává stáří Vesmíru jako zhruba 15 - 20 let, předpokládá-li, že v raných stadiích byl Vesmír tvořen pouze náspem; šípek, bříza a akát vznikly až během jeho vývoje. Zbývá mu ještě vysvětlit vznik některých složitějších struktur, jako třeba nádraží, nicméně i na to už má několik nadějných teorií.

Učitel fyziky

Onehdy také jel vlakem. Počítal přitom, za jak dlouho se srazí rychlík, ve kterém sedí, s protijedoucím nákladním vlakem. Potom vytáhl z aktovky milimetrový papír a pokusil se též o grafické řešení, z kterého mu ovšem jednoznačně plyne, že se vlaky srazí ve chvíli, kdy popíše osu t.

Začínající teoretický fyzik bez fantazie

Začínající teoretický fyzik bez fantazie se už bohužel nikdy nestane zkušeným teoretickým fyzikem, protože zjistil, že na 14. straně svých výpočtů udělal chybu, a skočil pod mezinárodní expres Chopin projíždějící Břeclaví 23:28 CET. Budiž mu země lehká.

Jeho osud je doufejme natolik poučný, aby se nikdo nepokoušel následovat jeho příkladu a použil raději zobecněné parabolické souřadnice.

--------- Kontakt ------------------------------------
web: http://www.matfyz.cz/tomas.malek
email: tomas.malek(zavinac)matfyz.cz
jabber: malis@jabber.cz
ICQ: 19653622
------------------------------------------------------