Je gravitace vůbec síla?

12. 08. 2019 9:04:56
Třeba jste už slyšeli tvrzení fyziků, že gravitace není síla, ale je to jen projev zakřiveného prostoročasu, jak ho popisuje obecná teorie relativity. Nebo že elektromagnetická síla, není síla, ale jen výměna (virtuálních) fotonů.

Samozřejmě, že je tisíckrát experimentálně ověřená pravda, že Einsteinův koncept zakřiveného prostoročasu je správný. Vycházejí z něj totiž rovnice, které byly s velkou přesností znovu a znovu ověřeny. Šlo by tedy říci, že "obecná relativita pojem síly nepoužívá, místo toho používá zakřivený prostor a čas". Toto tvrzení můžeme slyšel třeba v níže přiložené přednášce prof. Kulhánka (v čase 18:00):

V této přednášce se můžeme také dovědět, že "... současně se rozvíjela kvantová mechanika a ve třicátých letech vznikla první kvantová teorie elektromagnetického pole...., a tato kvantová teorie elektromagnetického pole nepoužívá sílu také. Místo síly používá polní výměnné částice. Letí jeden elektron, druhý elektron a vymění si kvantum elekromagnetického záření. A tím, že si ho vymění, tak na ně působí vlastně v klasickém smyslu síla. Změní se jejich trajektorie. Takže 20. století nám vymazalo sílu kvantová z fyziky." To je zřejmě dokonalá formulace.

Tomu, čemu v klasickém smyslu říkáme síla, je tvořeno různými mechanismy "v pozadí", zakřiveným prostoročasem u gravitace nebo výměnou interakční částic (viz obrázek níže) u silné, slabé a elektromagnetické síly. Síla je tedy jen jakýsi povrchnější popis daného jevu, jehož struktura je zakřivení prostoročasu nebo výměna určitých částic. Ale síla je jen zjednodušená představa toho složitějšího. Síla jen konstatuje, že se něco přitahuje nebo odpuzuje, popisuje to i matematicky přesně, jen konkrétně nepopisuje svůj mechanismus, který ponechává "za oponou".

Nejednou je možné občas objevit i formulaci, že gravitace vůbec není síla, nebo že elektromagnetická síla není síla, ale jen výměna fotonů. Že síla vůbec neexistuje. To je ale podobno tvrzení, že skříň neexistuje, ale je to jen několik k sobě smontovaných desek, dvou křídel dveří, šroubů atd. Jenže právě takovému souboru částí říkáme skříň.

V tomto smyslu je zcela korektní používat pojem síla i dnes s tím, že už víme, jaký je její mechanismus a že pojem síly je vlastně jen zjednodušený pohled na věc. Ale protože každý pohled je jen zjednodušený, jinak by ani nebyl vědou (Popperova falsifikace jako kritérium vědeckosti), každá představa (tedy i výměna částic či zakřivený prostoročas) je zjednodušená.

Nevěřte proto ani prestižním světovým fyzikům, kteří třeba v popularizaci tvrdí, že síla vůbec neexistuje. Buď jen používají přehnanou terminologii, aby zaujali veřejnost nebo prostě není jejich tvrzení správné. Ostatně je vhodné upozornit, že úvahy o neexistenci síly se dostávají už na hranici fyziky, ne-li mimo ni. Nejde tu jen o fyziku, kterou je možné experimentálně ověřit, ale o interpretaci jevů, tedy filosofii, konkrétně fenomenologii. Vlastně zřejmě nejde o fyziku vůbec, neboť tato neumí definovat pojem existence, jelikož tento pojem do fyziky nepatří.

Všimněme si třeba, že kvantová mechanika má desítky interpretací a aktuálně nelze mezi nimi experimentálně rozhodnout. Rozhodnutí je tedy hodně na použité filosofii, třeba Kodaňská interpretace je založena na pozitivistické filosofii Vídeňského kroužku. Míchá se tu fyzika s filosofii, alespoň do doby, kdy bude možné mezi interpretacemi rozhodnout experimentem.

A fyzici (až na výjimky) nebývají moc dobří filosofové, jak tvrdil Einstein: "Proč by se měl nadaný přírodovědec zabývat epistemologií? Nenajde se cennější práce v jeho specializaci? To slyším od mnoha kolegů a u ještě většího počtu z nich cítím, že tak smýšlejí. Tento pocit však nemohu sdílet. Když si vzpomenu na své nejschopnější studenty [...] mohu potvrdit, že měli o epistemologii hluboký zájem." (viz https://www.press.muni.cz/media/23999/mach179.pdf) Ono zvládnout špičkově několik oborů zvládne jen málokdo. Ne každý je Einstein. :-) Takže je vhodné si uvědomit, že mnoho formulací předních fyziků (třeba Hawkingovo tvrzení, že filosofie neexistuje), nepatří do fyziky a tedy je není vhodné brát vážně, neboť v této oblasti nejsou fyzici experty.

Autor: Jan Fikáček | pondělí 12.8.2019 9:04 | karma článku: 42.15 | přečteno: 2156x

Další články blogera

Jan Fikáček

Naučte svého psa kvantovou mechaniku

Současná fyzika je zvláštní v tom, že někdy hledá podivné souvislosti tam, kde jsou souvislosti v principu prosté. Na jednu stranu je to logické, neboť fyzika 20. století je ve srovnání s newtonovskou fyzikou hodně zvláštní.

19.8.2019 v 9:03 | Karma článku: 41.06 | Přečteno: 2322 | Diskuse

Jan Fikáček

Jak vyrobit mrak duhových motýlů

Patří to k mým životním zážitkům, na jejichž vyprávění jsem dřív balil holky. Jak známo, balení na sbírku motýlů funguje dost slušně. Tohle ale byli dokonce živí motýli. A jak se mi povedlo vyrobit motýlí mrak? No, to bylo tak:

5.8.2019 v 9:08 | Karma článku: 38.09 | Přečteno: 1521 | Diskuse

Jan Fikáček

Einstein udělal sem tam nějakou chybičku, tak ho musíme opravit (pokud jde o současnost)

Milý Albert "zuřivě" bojoval proti nelokálnosti v kvantové mechanice, neboli nesouhlasil s tím, že by kvantová provázanost mohla být rychlejší než světlo. Jenže ve své speciální teorii relativity zavedl právě nelokální současnost.

30.7.2019 v 13:42 | Karma článku: 42.80 | Přečteno: 2133 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Jan Tomášek

Jak vzniká bílkovina

Bílkoviny jsou vlastně všude kolem nás - živočichové - rostliny - ale co to je a jak vznikají, to například mě zas tak jasné nebylo... Myška a sýr ... správný popud pro zkoumání bílkovin.

23.8.2019 v 17:06 | Karma článku: 5.94 | Přečteno: 153 | Diskuse

Petr Hlinomaz

Jak správně předpovědět počasí

Nekoukej do mobilu, ale nahoru. Asi tak bych to shrnul. Zvykli jsme si spoléhat na moderní technologii, jenže i ta může často zklamat.

23.8.2019 v 8:49 | Karma článku: 7.53 | Přečteno: 221 | Diskuse

Dana Tenzler

O muži, který zachránil celý svět

Ne, dnešní blog nebude o ekologii. Nebude o samozvaných hrdinech, kteří se perou o místo před kamerou. Bude o člověku, který opravdu zachránil svět. Zcela potichu a bez účasti médií. (délka blogu 5 min)

22.8.2019 v 8:00 | Karma článku: 45.09 | Přečteno: 6998 | Diskuse

Petr Hlinomaz

Ochrany životního prostředí se ujal extrémismus

Antropogenní vliv skleníkových plynů úzce souvisí s ochranou životního prostředí, přesto někteří tento jasný fakt stále nedokáží pochopit, dokonce to považují za faul, neboť zejména oxid uhličitý přeci naopak životu prospívá.

21.8.2019 v 8:42 | Karma článku: 10.77 | Přečteno: 547 | Diskuse

Jan Mestan

V plochou Zemi podle časopisu Forbes věří zhruba třetina mileniálů

Mileniálové ve Spojených státech, zdá se, často nevnímají Zemi kulatě. Ale jako placku. Zbytek světa na tom nebude lépe.

20.8.2019 v 10:46 | Karma článku: 16.75 | Přečteno: 676 | Diskuse
Počet článků 149 Celková karma 41.10 Průměrná čtenost 2588

Vystudoval chemii, kybernetiku a teorii systémů (interdisciplinární studia) a považuje se za obecně uvažujícího člověka někde na pomezí mezi přírodními vědami a filosofií. Roky vyučoval filosofii fyziky a virtuální reality na PřF a MFF UK v Praze (a v té době odmítal tituly jako Doc. nebo CSc.). Nyní PhD student filosofie teoretické fyziky. Pracoval jako evropský expert pro "Future and Emerging Technologies". V letech 1991-7 byl předsedou společnosti Mensa ČRVíce informací zde.

Chcete-li sledovat diskuse v jeho skupině, připojte se do Vědecké filosofie & Fyziky (nejen). jan@fikacek.cz
 
Upozornění: Toto je popularizační blog pro veřejnost, neberte ho tedy jako vědeckou dizertační práci. :-) Autor má zde uváděné základní myšlenky většinou propracované do hloubky, do blogu pro veřejnost však není vhodné uvádět příliš složité formulace. Autora ale baví komunikovat s veřejností, proto tato forma s někdy expresivním vyjadřováním, přehnané nadpisy, které k popularizaci asi patří. Některé blogy jsou však čistá věda, ba dokonce mainstream, některé (asi většina) jsou kritické úvahy snažící se formulovat nové nápady, některé jsou opravdu jen sci-fi nebo spíše sci-sci-fi.

P.S.: Komentáře, které budou řešit autora, ne (jen) obsah blogu, budou bez varování smazány. :-) 

Najdete na iDNES.cz