Svět atomů z pohledu fyziky a filozofie

Námět k napsání tohoto článku mi poskytl jeden z diskutérů, který kriticky reagoval na jednu pasáž z knihy filozofa Josefa Zezulky Přednášky II, věnované stavbě hmoty.

Atom-Sluneční soustavaz internetu

V daném filozofickém textu Josef Zezulka na str. 30 píše :

Vezměme do ruky třeba nepatrné zrníčko písku. Víme, že sestává z molekul, a ty zase z atomů. Atomy mají své jádro, kolem kterého krouží fotony, protony atd. Můžeme slovo molekula nahradit slovem galaxie,- slovo atom slovem sluneční soustava,-atomové jádro slovem slunce,-protony, fotony, neutrony slovem oběžnice.

Když si dotyčný diskutér přečetl tento text, jinými slovy zareagoval. Jaký nesmysl, vždyť již na základní škole se učí, že atom má jádro složené z protonů a neutronů a obal z elektronů, které kolem jádra obíhají.

Jak je to však opravdu s tím světem atomů z pohledu moderní fyziky a filozofie? Nad tímto tématem bych se chtěl nyní zamyslet.

Vývoj atomové teorie

Slovo atom vychází z řeckého atomos-nedělitelný. Podle některých starořeckých filozofů byli atomy základní nedělitelné částečky hmota.

V 19 stol. fyzika a chemie starořeckou představu znovu vzkřísila. Brzy se, ale ukázalo, že atomy nejsou nejmenší částice hmoty. Postupně byly objeveny elektrony a pak i další tzv. elementární částice, i když ani ony nejsou ve skutečnosti elementární.

Postupně se v 1. pol. 20 stol. formovala představa atomu využívaná dodnes. Atom začal být popisován jako miniaturní útvar tvořený jádrem z protonů a neutronů, obklopeným elektrony, které obíhají kolem jádra po pevně stanovených drahách.

Kvantová mechanika-princip neurčitosti

Ve 20 letech 20 stol. fyzici zkoumající mikrosvět zjišťují, že každá částice je zároveň korpuskulí i vlnou. Dávají tak základ vzniku oboru, který nazýváme kvantová mechanika.

Německý fyzik Heisenberg a pozdější autor knihy, která hledá styčné body mezi fyzikou a filozofii formuluje tzv. princip neurčitosti.

Co se stane podle této teorie, když se pokusíme blíže podívat na elektron, proton, či neutron? Když přesně určíme jeho polohu, nejsme schopni o něm říci nic víc. Nevíme jakou má hybnost ani jakou energii, její základní vlastnosti jsou pro nás naprosto neznáme. Když určíme tyto vlastnosti, tak zase nevíme vůbec kde se nachází. Z elektronu, který jsme původně přesně lokalizovali do zcela konkrétního atomu se stane elektron, který více méně může být kdekoliv ve vesmíru. Třeba v 20 miliard světelných let vzdálené galaxii.

Kvantová mechanika je oborem velmi obtížně pochopitelným. Jednu věc, ale říká jasně. Když se odhodláme přesně popsat strukturu mikrosvěta, narazíme. Z pohledu fyziky se nám tento svět při zaostřeném pohledu na něj doslova rozplyne pod očima, jako v mlze a my o jeho skutečné struktuře a uspořádání nic nezjistíme.

Co pak je proton, elektron, neutron, foton když o něm při bližším pohledu na něj vlastně nemůžeme nic konkrétního říci. Jaký je mezi těmito částicemi rozdíl? A jsou opravdu všechny elektrony, či protony shodné, jak se dosud fyzika domnívá?

Domnívám se, že odpovědi nám může naznačit sen jednoho fyzika a vize jednoho filozofa.

Bohrův sen a Zezulkova vize

U zrození atomové teorie stál noční sen, který se zdál mladému studentu Bohrovi. Již jsem ho v minulém článku v rubrice Věda o intuici zde publikoval, nicméně udělám to ještě jednou. Ve snu Bohr spatřil atom jako sluneční soustavu

„Stál jsem na slunci z planoucího plynu. Planety míjely se svistotem kolem. Byly spojeny s tímto sluncem tenkými nitkami a kroužily kolem něho. Najednou plyn ztuhl. Slunce a planety se zmenšily,“

Co říká pan Zezulka o své vizi, kdy pozoroval zvětšující se zrnko písku. Totéž co fyzik Bohr. I on popisuje atom jako sluneční systém.

„Ve své vizi jsem stál na naší planetě na písčitém mořském břehu. Byla velmi jasná noc a nebe plné hvězd. Jak jsem se díval na známá souhvězdí, počal jsem rychle růst a rozšiřovat se. Rozšiřoval jsem se do vesmíru. Naše planeta se pode mnou zmenšovala, celý vesmír se přibližoval, přede mnou se zhušťoval a já jsem si náhle uvědomil, že se dívám na atomy nějaké hmoty. Dále se vše zahušťovalo, zmenšovalo, až jsem rozpoznal, že se dívám na nějaké velké těleso, které se zmenšovalo do velkého balvanu, dále do menšího, až jsem měl v natažené ruce před sebou velký kámen, potom menší kámen a pak už jen zrnko písku. Rozhlédl jsem se kolem sebe a viděl jsem, že stojím na písčitém mořském břehu nějaké planety. Nade mnou bylo krásné hvězdné nebe a já jsem si uvědomil, že ve své ruce držím zrnéčko písku, ve kterém je atom, kolem jehož jádra krouží elektron, který je planetou, ze které jsem přišel. Uvědomil jsem si, že se nacházím v další hmotné sféře. Pustil jsem zrnéčko písku na zem, zadíval jsem se na hvězdné nebe a počal znovu růst. Opět se vše sráželo dohromady a zmenšovalo, a nakonec znovu jsem měl na své dlani zrnéčko písku, v jehož jednom atomu byla planeta, na jejímž mořském břehu leželo zrnéčko písku, v jehož atomu byla naše planeta, ze které jsem vyšel. Toto se dělo ještě několikrát, nevím kolikrát, ale tímto stálým přecházením do dalších rozměrově stále větších sfér, jsem konečně došel zase na naši planetu, ze které jsem původně vyšel. Když jsem opět stanul na svém původním místě na mořském břehu, sehnul jsem se a vzal do dlaně zrnko písku. Díval jsem se na něj a v tom jsem se začal zmenšovat a jako bych do toho zrnéčka letěl. To se přede mnou zvětšovalo, bylo veliké jako balvan, pak jako hora a já jsem viděl, jak jeho hmota řídne a uvědomil jsem si, že se dívám na jeho molekuly a pak na jeho atomy. Vybral jsem si jeden atom a letěl k němu. Viděl jsem jeho jádro, kolem kterého kroužily menší částky jako oběžnice. Uvědomil jsem si, že to jsou planety. Jednu z nich jsem si vybral. Zmenšoval jsem se a letěl k ní. Stále se zvětšovala, až jsem začal na ní rozeznávat její moře a pevniny. Vše se přibližovalo, až jsem na ní přistál. Byl jsem na jejím písčitém mořském břehu. Postavou jsem byl stejně velký jako na naší planetě. I rozměry byly normální přesto, že jsem si uvědomoval, že jsem se zmenšoval až do atomu. Dále jsem si uvědomil, že jsem vykonal obrácený postup než předtím a že jsem nyní na oběžnici, která je nyní součástí atomu písku, který leží na mořském břehu naší planety. Rozhlédl jsem se po planetě, i po jejím hvězdném nebi, sehnul se a vzal do své dlaně zrnéčko písku. Opět jsem se začal zmenšovat, vše kolem řídlo a celý zážitek se znovu opakoval. Opět jsem se nořil do nižších hmotných sfér, procházel je, až jsem se dostal zpět na naši planetu, odkud jsem vyšel. Ať jsem šel směrem nahoru do vesmíru, nebo směrem dolů do atomu, vždy jsem se vrátil zpět na výchozí místo. V tom zážitku jsem plně pochopil nekonečnost a věčnost Tvůrčího díla, jako něco velmi jednoduchého. Tak jednoduchého, že jsem se divil, že jsem dříve tak plné pochopení neměl. Jak jsem se ale začal vracet do naší skutečnosti a zapojoval se opět na mozek, pochopení ztrácelo svoji plnost. Když jsem se probral k plnému běžnému vědomí, chápal jsem vše zažité, ale tak plně jako odpoutání už ne. Vždyť jsem se vracel do lidského mozku a ten může obsáhnout jen poměrné chápání, které odpovídá bytostnému vývojovému druhu člověka. Zbyla jen část, ale za ní, za prahem povrchového lidského vědomí, zůstalo silné a plné pochopení, které tušením neobsáhlého nekonečna poutá a posiluje možné pochopení.“ (J. Z.: Bytí – životní filosofie, str. 14)

Co je možné  vyvodit z Bohrova snu a Zezulkovy Vize? Můj názor je blízký Einsteinovu vyjádření o kvantové mechanice „ Bůh nehraje v kostky“. Tedy nepoznatelnost mikrosvěta formulovaném v principu neurčitosti se dle mého názoru  týká spíše neschopnosti nás pozorovatelů poznat skutečnou pravdu o struktuře mikrosvěta, než reálnou neurčitost a náhodnost ve světě mikročástic a atomů.

Sen a vize naznačují, že tak jak je rozdílná malá pevná planeta  Země a obří tekutý Jupiter jsou naprosto rozdílné i libovolné dva elektrony. Stejně jako neexistují dvě stejné oběžnice neexistují ani stejná jádra- slunce.Ve vesmíru tak není dvou stejných částic, atomů ani molekul. Existují pouze jádra v podobě žhavých hvězd, bílých trpaslíku, neutronových hvězd či černých děr a oběžnice v podobě nejrozmanitějších planet od žhavých velkých  plazmových koulí až  po zmrzlá tělesa nepravidelného tvaru, tvořené směsí  kamení a ledu.

Závěry

Jeví se pak úvodní citát Zezulky až tak nesmyslný?. Vždyť elektron, proton, neutron či foton jsou jen různým názvem pro částici- hmotný útvar  která může nabývat nejrozmanitějších podob a vlastností.

Hmotné částice na sebe vzájemně působí silami které tu nazýváme gravitací, elektromagnetismem, slabou či silnou interakcí i když se vlastně pořád jedná o projev síly jediné.

Svět  Zezulkou označený termínem Tvůrčí dílo se stává obřím fraktálem. Zvětšujeme-li jej objevujeme stále a stále stejný a stejný vzor- další a další vesmír.  Tvůrčí dílo se stává z našeho pohledu množinou vyšších a nižších vesmírů, přičemž pojem vyšší a nižší vyplývá  jen z omezeného pohledu lidského pozorovatele.

Poznámka na závěr

Pan Josef Zezulka nebyl fyzik. Jeho poznání nevycházelo ze studia učebnic. Měl zvláštní dar napojit se na zdroj Bytí a odtud čerpat poznání pravdy.

Zezulka dost možná neznal moderní fyzikální teorie jako je princip neurčitosti či kvantová mechanika. Přesto ale jeho dílo mi osobně přiblížilo pochopení podstaty hmoty a fungování vesmíru více než studium knih moderní fyziky.