A természettudományok különböző irányokba indultak el, különböző jelenségkörök törvényeit kezdték kutatni. Az évszázadok folyamán a matematikus, csillagász, fizikus, vegyész, biológus, pszichológus más-más minőségekbe hatolt be, s mindegyikük egy-egy független, önmagában is csodálatos világot tárt fel. S a képek kezdenek összeilleni.
Korunk tudományos természetszemléletének leglényegesebb vonása a természet olyan mozgó rendszerként való felfogása, amelyben a jelenségeket végtelen sok és sokféle kölcsönhatás kapcsolja egységes egésszé. A mozgás a természet viszonylag önálló rendszereinek is sajátossága, természetes tulajdonsága; a legszorosabb egységet alkotja a rendszer szerkezetével, azaz a mozgás formája attól függ, hogy milyen a rendszer szerkezete.
A mozgás a filozófiában igen általános fogalom, a valóságban lezajló mindenféle változás megjelölésére szolgál. A fizikában a mozgás fogalma szintén alapvető, sőt a fogalom maga – mint tudományos kategória – először a fizikában, pontosabban a mechanikában jelentkezett.
A testek helyváltoztatásának vizsgálatakor szükséges az egymáshoz való viszonyítás, még egyetlen test mechanikai mozgását elemezve is van legalább egy másik test, amelyhez – mint vonatkoztatási rendszerhez – a helyváltoztatást viszonyítjuk. A mechanikai mozgás fogalma azonban differenciáltabb, mint a köznapi mozgásfogalom: ahhoz, hogy valamit is állítsunk róla, elengedhetetlenül szükséges a mozgó test sebességének, gyorsulásának és mozgásmennyiségének ismerete.
A mozgás kinetikai (a kölcsönhatásoktól eltekintő) leírása során Ptolemaiosznak és Kopernikusznak egyaránt igaza volt, hiszen csak „nézőpont” kérdése, hogy a Nap a nyugalmi tömeg és a Föld a mozgó, vagy fordítva, hiszen a vonatkoztatási rendszert az egyén választja meg. A kérdés viszont: a valóságos viszonyok helyes szemlélete – nyilvánvalóan a kopernikuszi felfogás a helyes, hiszen a Föld és a többi bolygó mozgását alapvetően a Nap határozza meg.
A hőjelenségek a mozgás további általánosítására adnak módot. A testek hőmérsékletváltozásával kapcsolatos folyamatok lényegileg másak, mint a mechanikai folyamatok. Ehhez a felismeréshez a testek részecskékből való felépítése vezetett el. A részecskék állandóan – és rendszertelenül – változtatják a helyüket, magasabb hőmérsékletek nagyobb sebességek meghatározói. A molekulák mechanikai mozgása azonban egymagában nem meríti ki ezt a jelenségkört, különösen ha figyelembe vesszük a hőközlés módját; ha a hőjelenségeket egyszerűen a részecskék mechanikai mozgásának tekintenők, a folyamat lényege rejtve maradna számunkra.
A mozgásfogalom körének további bővítése érdekében fontos az elektromágneses jelenségek vizsgálata is. A testek elektromos állapota az anyag atomos felépítése alapján magyarázható. Ezért az elektromágneses jelenségek figyelmébe vétele nemcsak az elektrodinamikában, hanem az atomburokban, sőt az atommagban lejátszódó folyamatok vizsgálatában is alapvető. Az elektromágneses jelenségek mozgatórugói ugyanúgy testek, mint a mechanikában, e jelenségek befolyását azonban nem a testek tömege, hanem a hozzájuk tartozó elektromos töltés szabja meg.
Régóta ismeretesek a fénysugár meglepő anyagi tulajdonságai. A fény által szállított energia kis adagokban, kvantumokban érkezik – a fénysugár emiatt bizonyos tekintetben a részecskék nyalábjára emlékeztet. A fény fotonokból áll, a testre eső fénysugár mérhető nyomást fejt ki a fényt elnyelő vagy tükröző felületre. A fénysugár elektronokat lök ki a fém felületéről, a rugalmas golyók ütközésének mintájára. Ám ez még nem azt jelenti, hogy a fény egyszerűen apró golyócskák záporának tekinthető. A fényinterferencia jelensége tovább sem hagy kétséget a fény hullámtermészetét illetően.
A fotonok és az elektronok egyaránt az anyag olyan elemi formáinak bizonyultak, amelyek tulajdonságai gazdagabbak, semhogy beleférnének a merev mechanikai világképbe. Számukra csak az egyik lehetséges állapot az, amikor a tér meghatározott helyén tartózkodnak – olyan állapotok is kialakulnak, amelyekben hullámként szétterjednek az egész térben; nincs meghatározott helykoordinátájuk, csak a hullámhossz jellemzi őket. A szabadon mozgó elektromágneses tér kölcsönhatásba léphet más fizikai objektumokkal. Az elektromágneses energia nincs „testhez kötve”. Az erőtér és az elektromos töltés szorosan összefügg, s ezért lehet éppenolyan jól következtetni a töltésekből az erőtérre, mint az erővonalak menetéből a töltésekre.Az elektromágneses jelenségek azonban nem vezethetők vissza a fotonok, az elektromos töltések mechanikai mozgására.
A vulgarizáló tudománymagyarázat ma is hajlamos arra, hogy a részecske-hullám dualizmusról szólva az anyag megismerhetetlenségére következtessen. Minthogy ugyanaz az objektum – mondják e felfogás hirdetői – hol részecskékként, hol hullámként tűnik fel, e két sajátosság ellentmondásos volta a mikrorészek megismerhetőségét erősen korlátozza. Ilyen korlátok valóban léteznek, de csakis akkor, ha a mikrorészek viselkedését metafizikusan vagy pedig a makroszkopikus világból kölcsönzött képekkel és fogalmakkal akarjuk leírni.
Az anyag és a tér összefüggésének felismerése mellett a modern fizika másik lényeges felismerése az anyag alkotórészeinek változékonysága. Ma már százra tehető az ismert elemi részecskék száma. (Mindegyiket elő lehet állítani mesterségesen is, így „tisztán” tanulmányozhatók tulajdonságaik.) A meglepő azonban nem az elemi részecskék magas száma, hanem nagyfokú változékonysága. Egyetlen olyan elemi részt sem ismerünk, amelyik minden körülmény mellett „örökéletű” lenne. A természet legváltozatosabb, legbomlékonyabb képződményei. A merev, metafizikus atomelmélet helyét a modern fizika dinamikus, mozgással, változással teli anyagfogalma vette át. Anyag és mozgás elválaszthatatlanságára aligha található meggyőzőbb példa az elemi részecskék viselkedésénél. Mindezek után szükségszerű rámutatni az atomfizikai mozgás leglényegesebb sajátosságaira. Az első: az atomban lezajló folyamatok és a fénykibocsátás és elnyelés közt a kapcsolat egyértelmű. Ez annak tulajdonítható, hogy az elektronoknak a mag körüli mozgása nem a mechanika törvényei szerint lejátszódó keringés; míg a mechanikában a testek energiájának változása folytonos, az atomban kötött elektronok energiája csak diszkrét értékeket vehet fel.
Az atomfizikai mozgás tárgyalása a mechanikai szemlélettel egyszerűen lehetetlen, ez csak a kvantumfizika kiépítésével vált megvalósíthatóvá. Az elmélet a kémiai jelenségek leírására is kiválóan alkalmas, minthogy a kémiai jelenségek közvetlenül az atomburokban lejátszódó folyamatokra épülnek.
A legbonyolultabb mozgás: a magfizikai mozgás, az atommag belső mozgása és az elemi részek mozgása. Gyakorlati szempontból lényeges, hogy a részecskék két alapvető energiaformával rendelkeznek: mozgási és nyugalmi energiával. A részecskék mozgási energiája könnyen felhasználható, átalakítható aktív energia. Nyugalmi energiával viszont a részecskék akkor is rendelkeznek, ha nem mozognak, s ez csak úgy „termelhető” ki, ha a részecskéket „összemorzsoljuk”.
A különböző fizikai mozgásformák közös elemei a fizika megmaradástörvényeinek a segítségével mutathatók ki – minden fizikai folyamatra megmaradási törvények érvényesek. Vannak megmaradási törvények, amelyek minden mozgásformára érvényesek; szintről szintre haladva azonban, egyre mélyebben feltárva az anyag szerkezetét, a megmaradási törvények száma egyre nagyobb. A fizikai mozgás lényegét a megmaradási törvények, elsősorban a tömeg és energia megmaradásának törvénye jelentik.
Ezzel magyarázható az a tény, hogy a fizikai változások esetén végeredményképpen fizikai mozgással állunk szemben.
Megjelent A Hét V. évfolyama 5. számában, 1974. február 1-én.
