Hmota - je či není jen pojem?

Předem chci předeslat, že pomíjím historické aspekty vývoje pojmu látka, substance či hmota, a budu se zabývat pojmem hmoty, jak je chápán současnou fyzikou a přírodovědou.

"Soudobá fyzika upustila od pojetí hmoty jako nezničitelného substrátu světa a chápe ji jako strukturu vzájemně se ovlivňujících elementárních částic, které ovšem považuje za energetickou fluktuaci vakua."

(Tolik Filosofický slovník, Olomouc, 1998.)

Podrobněji objasněno: vše jsoucí vzniklo zřeďováním a zhušťováním stavu prvotní singularity. Existují pouze elementární částice, to jest protony, elektrony, neutrony a mnoho (dosud poznaných) dalších, a pole těchto částic. Elementární částice tvoří základní strukturu hmoty, pohybují se ve vlastním poli i v poli ostatních částic a vzájemným vytvářením vazeb vytváří pozorovatelný vesmír.

Shrneme-li: základní látkou vesmíru je látka, charakteristická hmotností, doprovázená polem (zářením) a pohybující se v jednotném kontinuu časoprostoru. Hmota je tedy zastřešujícím (nikoliv zastrašujícím) pojmem pro elementární částice, pole a síly, ze kterých je konstituován vesmír v nejširším smyslu slova. V této práci bych se chtěl povšimnout některých aspektů "reálné existence" elementárních částic a jejich polí (čí chcete-li teoretikých entit). Jde především o rozdíl v existenčních hypotézách, které vypovídají o přímo testovatelných stavech věcí a nepřímo testovatelných stavech věcí. Toto lze ilustrovat na rozdílu výroků "v této krabičce jsou nějaké zápalky" a "přes tuto mlžnou komoru se právě rychle pohybují protony". První příklad je testovatelný přímo otevřením krabičky, tedy věta je potvrditelná nebo vyvratitelná prostřednictvím obyčejného smyslového vnímání. (Neklademe-li velký důraz na identifikaci sebe a percepční schopnosti). V druhém případě lze argumentovat, že rozdíl mezi oběma příklady není v druhu pozorování, ale ve stupni. Problém spočívá v otázce zda existuje podstatný rozdíl mezi otevřením krabičky a sestrojením mlžné komory k prokázání "existence" protonu. A dále zda využití přístrojů (najmě mikroskopů, atd.) a speciálních podmínek vyplňuje kontinuálně mezeru mezi přímo testovatelnými a nepřímo testovatelnými hypotézami. Argument pro nepřetržitý přechod od pozorovatelného k nepozorovatelnému lze vzít z valenční teorie, která říká, že existuje prakticky nepřetržitý přechod od velmi malých molekul (např. vodík) k mimořádně velkým (soli, polymery, atd.). Posledně jmenované jsou přímo pozorovatelné fyzikální makropředměty, nicméně to jsou však stále molekuly. Naopak první mají podobné vlastnosti jako subatomární částice. Nelze proto říci, že velká molekula je více reálná, nebo že existuje více než malá. Ačkoliv jistě existuje nepřetržitý přechod od pozorovatelnosi k nepozorovatelnosti, každá řeč o takovém nepřetržitém přechodu od plné existence k neexistenci je jasně nesmysl. Nelze než říci, že existence elementárních částic je alespoň za současných podmínek neoddiskutovatelná.

Podíváme-li se naopak na problematiku polí, můžeme si vzít za příklad magnetické pole a chování střelky v tomto poli. V úvahu připadá několik možností. 1)Výchylka střelky má nutně příčinu a ona příčina existuje, i když není zjistitelná přímou verifikací. 2)Chování střelky je takové jakoby nezávisle existovala (navždy nepoznatelná) realita -magnetická pole. Pojem pole je užitečná fikce. 3)Nelze s jistotou hovořit o nezávislé existenci pole, avšak může být odvozeno s pravděpodobností z chování střelky a z dalších důkazů. Na základě relativních četností stejného chování střelky lze s vysokou pravděpodobností hovořit o existenci pole. 4)Neexistuje myslitelný způsob nezávislého a přímého ověření existence pole. Pole je definováno chováním střelky a nemá žádný význam nad to, co by se mohlo vypovídat o skutečném chování střelky. Hypotézy jsou konstruovány tak, aby úsporně shrnovaly to, co by se dalo formulovat jako týkající se skutečně pozorovatelných faktů. 5)Entity, které vystupují v zákonech teoretické vědy nejsou nic jiného než užitečné formální konstrukce a teorie samy pak nic než matematické modely. Teoretické konstrukce jsou schémata pro popis komplexních vztahů mezi tím, co je pozorovatelné. 6)Tvrzení o nezávislé existenci referentů hypotetických konstrukcí je podstatným a nutným rysem jakéhokoliv vyhovujícího explanačního systému. Poznání entit atomové fyziky spočívá v přijetí hypotéz, z nichž je možné dedukovat důsledky, které lze ověřit experimenty. V těchto případech neexistuje přímé vnímání uvažovaných entit; potvrzení hypotéz spočívá ve vysvětlení minulých jevů a v předvídání budoucích jevů. Tento jednotlivý příklad je podle mne aplikovatelný na zbylé formy pole. Jak je z výše uvedeného velmi neúplného výčtu zřejmé, že mnohé z uvedených náhledů na existenci polí a elementárních částic považují jejich reálnost ne-li za nutnou, tedy alespoň za velmi pravdpodobnou. Kritika ze strany těch směrů, které považují tyto entity za účelné konstrukce, nezpochybňují účelnost a úspěšnost těchto teorií, a neposkytují relevantní náhradu.

Musíme odpovědět, že fakt, že exitují teorie odkazující na nepozorovatelné entity, které byly vynalezeny pro jejich účely, a které jejich účelu slouží až obdivuhodně. Jediné přijatelné vysvětlení je to, že dobře potvrzené teorie jsou konjukcemi dobře potvrzených pravých výroků a že entity, na které odkazují s veškerou pravděpodobností opravdu existují. Že je pro nás psychologicky možné takové teorie objevit, vysvětluje se faktem, že mnoho entit, na které odkazují, se v mnoha ohledech podobá entitám, které jsme již pozorovali.

Na počátku eseje bylo řečeno, že hmota je pojmem zastřešujícím základní strukturní prvky světa - elementární částice, jejich pole a síly. Postupně se ukázalo, že tyto částice a pole s velkou pravděpodobností také exitují, hmota tedy nemůže být jenom pojmem, nebo teoretickou vykonstruovanou entitou.

Tato esej byla vypracována za laskavého, leč z jejich strany nevědomého, přispění pánů Herberta Feigla a Grovera Maxwella.