Vannak olyanok, akik cáfolják az energiamegmaradás törvényét?

Igen, van, egy bizonyos Albert Einstein volt 1915-ben, amikor megjelentette az általános relativitáselméletét, és kiderült, hogy annak a keretei között az energia nem marad meg. Aztán egy Emmy Noether volt, aki még ugyanabban az évben rámutatott, hogy miért is van ez, és mi a megmaradási tételek - pl az energiamegmaradás - mélyebb, fundamentálisabb oka, és miért, hogyan tudnak ezek sérülni.

Szóval ezt a kört már cca 106 éve letudtuk.

A lényeg annyi, hogy minden megmaradási törvény a fizika bizonyos folytonos szimmetriáiból következik. Az energiamegmaradás az ún. időeltolás szimmetriából. Viszont ez a szimmetria a táguló univerzum egészére nem teljesül. Olyan kis térrészekre teljesül, ahol a tágulás elhanyagolható, nem érezteti a hatását. A világegyetem egészét, vagy akár csak nagyon nagy részeit tekintve viszont nem létezik energiamegmaradás. Energia is semmisül meg folyamatosan - pl a távoli objektumok fényének vörös felé tolódása, azaz a kozmológiai vöröseltolódás* során a fény hullámhossza nő, így energiája csökken és az az energia bizony a semmibe vész el.

Viszont az univerzum kisebb szeleteire nézve teljesül ez a szimmetria, így lokálisan az energia megmarad. Nem tudunk vele mit kezdeni, nem megkerülhető a dolog, nem tud nem megmaradni lokálisan az energia. Szóval nekünk itt a Földön ez egy általános érvényű törvény, amit soha nem lehet nagyvonalúan átugroni.

* = nem összekeverendő a Doppler-effektussal, ami nem sérti az energia megmaradását.

@2: Sajnos nem csak ebben. Vannak még "érdekes" dolgok a középiskolás tananyagban.

Itt, ebben az esetben mondjuk ki lehet magyaráznin a dolgot úgy is, hogy az életkörnyezetünkben az energiamegmaradás az abszolút érvényes, tovább magyarázni, bevezetni a Noether-tételt meg nem egy középiskolás szint.

"a középiskolai fizika tananyag egy "iciripicirit" le van maradva"

Ezt azért így nem állítanám. Nem feltétlenül kell középiskolában olyan szinten oktatni valamit, mint a tudományegyetemek fizika szakán. Ha megnézed, mindenhol a newtoni fizikát oktatják, pedig nagyon régóta tudjuk, hogy az nem pontos - a relativisztikus fizika viszont jóval bonyolultabb elméletileg is és gyakorlatilag is, ugyanakkor a környezetünkben általánosan található feltételek mellett elhanyagolható különbséget okoz... Tehát egyszerűen nem érdemes bonyolultabb elméletet illetve gyakorlatot használni.

Ugyanez vonatkozik az energiamegmaradás törvényére is. Azt tanítják, hogy az energia megmarad - persze hozzá lehetne tenni minden ilyen mondathoz, hogy "a mi viszonyaink között", vagy hogy "a minket körülvevő térrészben", vagy valami hasonlót. De mivel ez az általános eset, ezért ezt nem mondjuk. Középfokon nem is oktatjuk ezeket, mert "halandó ember" (vagyis aki a fizika gyakorlati alkalmazásával foglalkozik) nem találkozik ezekkel a jelenségekkel.

A felsőfokú elméleti fizikát csak tudományegyetemeken, fizika tanszakon oktatják, középiskolában ennek nem lenne értelme.

Ezért a középiskolai tananyag nincs "lemaradva", hanem egyszerűen optimalizálva van a középiskolásoknak szükséges szintre.

A tanítás alaptétele, hogy az ember születése után fejlődik, fejlettsége szakaszolható, és egy szakaszon belül alapvetően más az értelmi (megértési) képesség, mint egy másikban. Ugyanakkor az is igaz, hogy a tudás összessége egy piramishoz hasonlítható, ahol "alul" vannak az elemi (akár életfunkciókhoz köthető) tudások, majd ezek a tudások egyre jobban specializálódnak (más szóval mélyülnek).

E kettő alaptételből pedig következik, hogy mást és másképpen tanítunk a különböző iskolatípusokban. Ezért nem megfelelő az "elmaradott" szóhasználat. Egyszerűen más, a korosztálynak megfelelő. Nem keverendő viszont ez avval, ha politikai okokból és célkitűzésalapján egy iskola infrastruktúrája gyenge, tanárai gyengék, a tananyag nem megfelelő. Ezt nem a szakma teszi, még ha vele követtetik is el.

Csak példálózva: a Bohr modellről tudjuk, hogy nem érvényes. Mégis, ha általános iskolában (de néha középfokon is) ezzel kezdjük az atomszerkezet ismertetését, az pedagógiailag rendkívül hasznos. Később azoknak, akiket alaposabban érdekel, ráérünk kifejteni a valóságot.

Ami pedig az energiamegmaradást illeti, vannak a fizikában határterületek, ahol érdemes óvatosan fogalmazni. Ez például ilyen. A vöröseltolódás a fényre nézve tényleg energiaveszteség. A semmibe tűnés annyiban helytálló, hogy az a mennyiségű energia akkora térrészben valóban "semmibe veszés". De elvileg is igaz ez? Tudunk erről olyant állítani, hogy "nem létezik többé"? Mert ugye alapvetően más nagyságrend, de a saját világunkban is számosjelenség van, ahol hő és egyebek felszívódnak, a jelenség maga egyfajta csökkenés. Ha azonban tényleges izolációt hajtunk végre (itt tudunk, képesek vagyunk), csak kiderül, elegendő idő alatt azért csak mérhetővé (észlelhetővé) válik, hogy az a "semmi" valóságos. Világűr méretekben esélyünk sincs kimérni (egyelőre). De azt bizonyította valaki, hogy nem létezővé válik? Nem tudom, de kétlem.

@5: Itt a semmibe veszés a kozmológiai vöröseltolódás mibenlétéből egyenesen következik, ami a világegyetem nagybani metrikájának időfüggő változásából következik, amit az általános relativitáselmélet leír, illetve amelynek hatását az energiamegmaradásra a Noether-tétel magyaráz. Ha elfogadjuk az általános relativitáselméletet, akkor el kell fogadnunk a semmibe veszést is. Az általános relativitáselmélet helyességét pedig kismillió kísérlet és megfigyelés támasztja alá*. Szóval fogalmazzunk úgy, közvetett bizonyítékaink vannak :)

* = Az általános relativitáselmélet helyessége nagy léptékekben semmilyen elméleti, vagy épp megfigyelési, kísérletes okokból nem kérdőjeleződött még meg. (Ettől tévedhet, persze, csak semmi nem utal erre, az ellenkezőjére meg minden ismeretünk.) Ahol pontosan tudjuk, hogy nem használható, mint fizikai modell, az a nagyon kis térrészen ható nagyon nagy gravitáció leírása. Itt, jelen esetben ilyesmiről szó sincs, a lehető legmesszebb vagyunk ettől a tartománytól.

@7: A teljes igazságot úgy lehetne kifejteni, ha sokszorosára növekednének az óraszámok, szerintem ezt kevés tanuló kedvelné :)

Én úgy gondolom, hogy az lehetne esetleg megfelelő, ha mellékesen utalnának rá, hogy nem a teljes igazságot mondják el - mint ahogy az energiamegmaradáskor hozzátennék, hogy a lokális környezetünkben igaz, ahogy a #4-es is mondja. De az is igaz, hogy ekkor el kellene ugyanezt mondani pl a sebességek összeadására is. Meg millió és egy dologra.

Amit én fontosnak tartanék, hogy direkt hülyeségek, amiknek aztán semmi értelmük, ne legyenek a tananyagban. Pl az én időmben kémiából megtanították a diákoknak, hogy a protonok és neutronok tömege azonos. Amikor nem, nem azonos. És semmi értelme nem volt ezt tanítani, semmivel nem lett semmi könnyebb, vagy szemléletesebb így. (Nem, a tömegszám fogalmának bevezetése sem.) Most hirtelen ez jut eszembe, de biztos volt még ilyesmi. Szóval ezek kigyomlálása elég fontos. Az energiamegmaradás, meg az előbb említett sebességösszeadás nem hazugság, hanem olyan igazság, ami nem teljes érvényű minden esetre. Azért ez nagy különbség.

A tudományban elég fontos dolog az, hogy amit már tudunk, azt jól tudjuk.

Különösen fontos ez egy fiatal gyereknek, aki nem szereti a sejtelmes dolgokat. A biztos dolgokat szereti.

Csak gimnáziumban kezdenek olyan feladatokat is oktatni, amelyeknek például nincsen megoldása.

"Szerintem meg inkább mondják el a teljes igazságot, minthogy hazudjanak, csak mert azt "könnyebben megérti a gyerek"."

Jelenleg inkább arról folynak viták, hogy legyen-e fizika óra. Pl 11-ből már ki is vették az új NAT szerint. Az hogy van-e egyáltalán ember, aki tanítja az meg egy másik kérdés...

Én azt gondolom, hogy se az általános, se a középiskolai fizikának, kémiának nem az a feladata, hogy egyetemi szintű tudást adjon. Sokkal inkább egy alap szemléletmódot, továbbá fontos szempont, hogy tanítható legyen, hiszen olyanoknak is meg kell tanulniuk, akik később teljesen más irányba mennek. A fenti kivételek, ahogy elhangzottak is, a mindennapi életben, teljesen közömbösek, ott nagyon is jól megvan az energiamegmaradás tétele úgy, ahogy van.

(Én úgy tanultam, hogy a proton és neutron **tömegszáma** azonos. A tömegünket max fizikán adták meg valami eltérüléses feladatban, ahol értelemszerűen az utolsó tizedes jegyek érdektelenek. Később olvastam róla, hogy kis különbség van, de nem dőlt össze a világ bennem. Azzal egyetértek, hogy olyat, hogy tömegük azonos, ne írjunk már tankönyvekbe.)