Zamieszczone w tytule 45 wykładów z fizyki to dużo i nie wiem czy będę w stanie aż tyle napisać. Jednak odrobina optymizmu na starcie na pewno nie zawadzi. Wykłady są znacznie poszerzoną wersją zajęć z fizyki jakie prowadziłem dla studentów Politechniki Wrocławskiej, jak również szeregu wykładów popularnonaukowych wygłaszanych przy różnych okazjach. Są również efektem moich rozmów ze studentami.
W wykładach skupiam się na podstawach i ich możliwie klarownym wyłożeniu. Nie oznacza to, że ograniczam się do spraw prostych. Przez podstawy rozumiem podstawowe zasady fizyki, a nie formę nauczania podstawowego. Omawiając podstawowe zasady, staram się nakreślić ich ograniczenia i wskazać miejsca gdzie ich poprawne zastosowanie może przysporzyć trudności. Nie unikam uwag o naturze filozoficznej, gdyż uważam, że filozofia odgrywała i odgrywa zbyt ważną rolę w rozwoju i dniu dzisiejszym fizyki by można ją było zlekceważyć. Nie unikam również „wycieczek” historycznych, gdyż ujęcie historyczne daje często lepszy wgląd w dzień dzisiejszy. Trudno dobrze zrozumieć fizykę bez odniesień filozoficznych, a tym bardziej historycznych.
Wystarczy pobieżnie przejrzeć którykolwiek temat (może za wyjątkiem pierwszego) by odnieś słuszne wrażenie, że daleki jestem od unikania matematyki. Część materiału to wręcz krótkie wprowadzenie do różnych zagadnień matematycznych. Sądzę, że można nawet odnieść wrażenie, że wykład jest silnie zmatematyzowany. Silnie oznacza tu bardziej niż większość dostępnych powszechnie wykładów. Matematyka jest integralną częścią fizyki i uważam, że jej unikanie powoduje, że wykład sprawia wrażenie wykastrowanego. Nie chciałbym aby takie wrażenie sprawiał mój wykład.
Moje uzupełniające wprawki matematyczne odbiegają od cenionej przez matematyków ścisłości. Staram się raczej dać pojęcie o stosowanych narzędziach matematycznych niż pisać solidne wprowadzenie do metod matematycznych. Dzieje się tak z trzech powodów. Po pierwsze nie piszę wykładów z matematyki tylko fizyki, więc matematykę traktuję instrumentalnie. Po drugie nie chcę zbytnio odrywać uwagi czytelnika od fizyki. Jeszcze mu się matematyka za bardzo spodoba i porzuci „45 Tematów z Fizyki” na rzecz „45 Tematów z Matematyki”, czy innej matematycznej książki. Po trzecie nie mam zwyczajnie czasu aby pisać o wszystkim ściśle. Jak komuś będzie potrzebna ścisła wiedza na dany temat, to będzie mógł sięgnąć po literaturę fachową. Jeżeli lektura tego wykładu skłoni kogoś do szukania takich uzupełnień, to będzie piękne zwieńczenie mojego wysiłku.
Podobnie zresztą dzieje się w części fizycznej. Nie wszystko jest tu dopięte, głównie z powodu braku czasu mojego i czytelników. Pewne fakty podaję na wiarę, to jest bez ścisłego uzasadnienia. Pewne uzasadnienia mają charakter heurystyczny, ale są za to przystępne i wyrabiają intuicję. Ważniejsze od ścisłości jest zrozumienie podstawowej idei. Gdy przyjdzie zrozumienie otworzą się wrota dla ścisłości, którą zawsze można osiągnąć sięgając po specjalistyczną literaturę. Osobiście uważam, że ścisłość przy nauce podstaw zabija wyobraźnię. Może dlatego, że wymaga zbyt dużego wysiłku i dyscypliny by jeszcze zostało coś na swobodę myśli. Twórcy fizyki zaczynali zwykle od prostych sytuacji, na bazie których podejmowali dyskusję z innymi fizykami lub z samymi sobą. Rozbudowując te przykłady wspinali się na kolejne szczeble uogólnień. Ścisłość przychodziła w drugiej kolejności, często zresztą była dziełem ich kontynuatorów. Nie jestem wrogiem ścisłości. Ale uważam, że właściwa kolejność to najpierw intuicja, potem ścisłość.
Jak czytać
Czterdzieści pięć tematów to dużo, ale też nie każdy musi wszystko przeczytać. Na pewno warto przejść przez pierwsze tematy dotyczące zasad zachowania i mechaniki. Wprowadzam tam wiele podstawowych pojęć. Ale nawet te pierwsze tematy nie dla każdego nadają się do pełnego czytania; przynajmniej nie przy pierwszym podejściu. Wszystko zależy od przygotowania czytelnika. Dla ułatwienia materiał oznaczam trzema karcianymi symbolami. To co jest najbardziej podstawowe otrzymuje znak karo, to o średnim poziomie zaawansowania otrzymuje znak trefl, a to co jest trudne oznaczone jest znakiem pik.
Życzę przyjemnej i owocnej lektury
Nadolice Wielkie 29 lipca 2013 roku
Jan Masajada