19.10.2019 | Svátek má Michaela


VĚDA: K článku Máte správnou představu o hmotě?

7.7.2006

Dětská káča není soustava rovnic klasické mechaniky popisující setrvačník

"Jediné, co mě zajímá, je najít soubor pravidel, která by souhlasila s chováním přírody, a nezkoušet jít příliš daleko za to. Zjistil jsem, že většina filozofických diskuzí je psychologicky užitečná, ale nakonec, když se podíváte zpátky do historie, zjistíte, že to, co bylo kdysi řečeno s takovou pádností, je téměř vždy -- do jisté míry -- nesmyslné!"
R. Feynman v rozhovoru v knize P. Daviese a J. Browna "Superstrings: A Theory of Everything?"

Kdyby byl příspěvek Ivo Vašíčka v rubrice SF a ne Věda nebo se aspoň netvářil, že představuje pohled současné fyziky na strukturu hmoty, tak by mohl představovat vítané osvěžení mezi přehršlí článků, které rozebírají naši současnou politickou scénu. Představa, že hmota neexistuje, a to, co pozorujeme, je jen nějakým "softwarem", není určitě odborníkům zcela zřejmou skutečností, ale jen zatím poměrně obskurní hypotézou a její představení jako seriozní popularizace vědy je hodně zavádějící. Nejsem sice odborníkem na filosofii nebo metodologii vědy či na kvantové teorie hmoty a interakcí, ale přece jen vědu trochu dělám a popis částic pomocí kvantové fyziky musím používat dost často. Takže bych si dovolil názory v příspěvku Ivo Vašíčka trochu okomentovat.

Věda hledá popis reálného světa, fyzika pak hledá popis "reálných" objektů (např. částice, soubory částic, pole ...). Při tomto popisu vytváří myšlené "ideální" objekty, které jsou reprezentovány například modelem, fyzikální zákonitostí, principem, hypotézou či teorií. Přičemž popis objektu je něco jiného než samotný objekt a nelze je zaměňovat, jak to činí Ivo Vašíček. Standardní fyzikální představa je, že dětskou kostku můžeme popsat hodnotami některých fyzikálních veličin (hmotnost, rozměr ...) a její pohyb pomocí rovnic klasické mechaniky. Ovšem to neznamená, že by čísla hodnot fyzikálních veličin a soustava rovnic byla touto kostkou. Stejně tak lze vlastnosti a chování elektronu popsat hodnotami některých fyzikálních veličin (hmotnost, náboj, spin, ...) a rovnicemi kvantové elektrodynamiky, ale to vůbec neznamená, že tyto hodnoty a soustavy rovnic jsou elektronem. Z filosofického a metodologického hlediska je situace v případě dětské kostky a elektronu úplně stejná. Jediný rozdíl je v tom, že se u elektronu objevují úplně nové fyzikální veličiny a zákonitosti, se kterými se v našich běžných rozměrech nesetkáváme. Ale to, že se tady tyto nové, pro lidi dříve velmi neobvyklé, jevy objevují, není zase tak nečekané, když si uvědomíme ten obrovský rozdíl třeba jen v rozměrech. Takže, stejně jako není dětská káča čísly charakterizujícími její rozměr, hmotnost ... a soustavou rovnic klasické mechaniky, které popisují pohyb setrvačníku, není ani elektron čísly charakterizujícími jeho hmotnost, hybnost, spin, náboj ... a soustavou rovnic kvantové elektrodynamiky.

Představa, že reálný svět neexistuje, hmota vlastně není a naše pozorování jsou produktem nějakého softwaru, ať už pracuje na nějakém hardwaru, jak je to ve filmu Matrix, nebo úplně bez něj, jak to prezentuje Ivo Vašíček, určitě není v současnosti obecně přijímanou a už vůbec ne potvrzovanou hypotézou. Většina fyziků vychází z představy, že existuje reálný svět a jejich úkolem je ho co nejlépe a nejpřesněji popsat. Tak jak říká v citátu, který jsem uvedl na začátku, R. Feynman.

Lze se ovšem zeptat. A co když opravdu žijeme v nereálném softwarovém světě jako obyvatelé Matrixu? Podívejme se, jaké důsledky má taková hypotéza. Je třeba říci, že se současnými znalostmi a i při jejich velmi intenzivnímu vylepšení nejsme schopni takový Matrix vytvořit. Je tedy vidět, že ty soustavy rovnic, které známe dnes, těmi objekty, které pozorujeme, být nemohou. V našich znalostech přírodních zákonů jsou takové trhliny, že by v námi vytvořeném Matrixu byla spousta logických sporů, chyb, které by jeho obyvatelé museli pozorovat. Další problém je, že i v případě, když příslušnou teorii dobře známe, dokážeme sestavit příslušné rovnice, tak řešit je nedokážeme nebo nám řešení trvá velice dlouho. Typickými příklady jsou mnohočásticové systémy. Je dokonce možné, že některé úlohy ani "softwarové" řešení nemají, pouze "analogové". Lze namítnout, že nějaký dokonalý software, do kterého je zakódována znalost všeho, by mohl to, co pozorujeme, vytvořit. Tento předpoklad je však v podstatě úplně stejný jako představa, že za vším stojí dokonalý Bůh. Obě tyto hypotézy jsou však dokonale neplodné, neboť vysvětlí vše a nepředpoví nic.

Současné fyzikální představy o struktuře hmoty jsou obsaženy v tzv. standardním modelu hmoty a interakcí. Ten je populárně vyložen v řadě knížek určených pro běžného čtenáře, které vyšly v posledních letech a jsou zkoumání struktury hmoty věnovány. Vlastnosti elementárních částic a děje v mikrosvětě jsou natolik odlišné a podivné, že si je i fyzikové často musí přibližovat analogiemi a zjednodušujícími modelovými představami. Pokud si uvědomujeme hranice, které omezují využití těchto zjednodušených modelů, tak mohou být velice užitečné. Na rozdíl od Ivo Vašíčka si myslím, že většina lidí ví, že model atomu jako jádra z nukleonů, okolo kterého obíhají elektrony, je značné zjednodušení a že elementární částice nejsou složeny z hlíny či oceli. Druhou věcí je, že i zmíněný jednoduchý Bohrův model atomu umožňuje udělat si dobrou představu o některých jeho vlastnostech. A pokud je potřeba jít hlouběji, je možné se seznámit s přesnějšími a složitějšími modely. Při každém poznávání je třeba postupovat od jednoduššího ke složitějšímu.Takže bych určitě zjednodušené modely nezavrhoval. Jen je třeba si vždy uvědomovat jejich limity a hlavně, že jsou to jen modely a ne objekty samotné.

wagner@ujf.cas.cz
http://hp.ujf.cas.cz/~wagner/



KRUTÁ REALITA: První měsíce po porodu byly peklo
KRUTÁ REALITA: První měsíce po porodu byly peklo

Měli jste možnost si přečíst o mém porodu a o pobytu v porodnici na šestinedělí. Nyní bych chtěla rozvést poslední a nejtěžší část mého příběhu. První půlrok mého mateřství.






 Neviditelný pes
Toto je DENÍK: do sítě jde obvykle nejpozději do 8.00 hod. aktuálního dne. Pokud zaspím, opiji se, zešílím nebo se zastřelím, patřičně na to upozorním - neboť jen v takovém případě vyjde Pes jindy, eventuálně nikdy.
Šéfredaktor Ondřej Neff (nickname Aston), příspěvky laskavě posílejte na adresu redakce Jiřímu Wagnerovi, redaktorovi NP (nickname JAG). Rubriku Zvířetník vede Lika.