Przedstawiono prosty schemat uporządkowania faktów, którymi zajmuje się fizyka, i wprowadzono pojęcia, związane z badaniami o charakterze podstawowym. Omówiono niektóre aspekty tych badań i zaproponowano w zarysie prosty model jako przykład hipotezy roboczej dla wyjaśnienia znanych faktów.

1. Wstęp

Chyba każdy fizyk w mniejszym lub większym stopniu wybiega czasem myślami od konkretnych, bardzo specjalistycznych, rozwiązywanych przez siebie zagadnień ku sprawom o znaczeniu podstawowym, związanym z granicami wiedzy fizycznej i rozumienia otaczającej nas rzeczywistości materialnej. Odnosi się jednak wrażenie, że zagadnieniom tego rodzaju nie poświęca się należytej uwagi i że nie znalazły one dotychczas należytego miejsca w praktyce badań naukowych. Z jednej strony istnieje dziedzina filozofii nauki, w której na bazie logiki i teorii poznania rozwiązywane są zagadnienia tego typu, ale chodzi o rozważania tak specjalistyczne i tak sformalizowane, że nie docierają one do przeciętnego fizyka. Lektura takiej pracy, jak np. Stegműllera [1] budzi podziw fizyka, lecz nie wywiera praktycznie żadnego wpływu na jego podejście do badań naukowych. Z drugiej strony, sami fizycy wypowiadają się na takie tematy raczej rzadko, najczęściej prywatnie, czasem na seminariach, traktowanych jakby pół-serio, w pracach popularno-naukowych lub w wykładach z takich okazji jak jubileusz działalności naukowej czy przyznanie nagrody. Niepisany kodeks obyczajowy mówi, że trzeba być fizykiem bardzo wysokiej rangi, aby móc podejmować taki temat. Tymczasem sprawy te miałyby być podstawą pracy każdego fizyka, zaangażowanego w badania podstawowe.

W pracy niniejszej podjęto próbę sformułowania niektórych pojęć i zagadnień w sposób nieformalny, możliwie prosty i zwięzły. Formalistów razić będą niedomówienia, brak ścisłych definicji i fragmentaryczność poruszanych zagadnień, chodzi jednak nie o tworzenie jakiejś teorii, lecz o zwrócenie uwagi na pewne sprawy, które wydają się istotne dla postępu w rozumieniu faktów, stanowiących podstawę aktualnej wiedzy fizycznej.

2. Struktura przyczynowa fizyki

Jak każda nauka przyrodnicza, fizyka bada pewną dziedzinę zjawisk zachodzących w naturze i formułuje prawa rządzące tymi zjawiskami. Zarówno zjawiska, jak i istniejące zależności między nimi, wyrażone prawami, nazwijmy ogólnie faktami. Wprowadźmy następujące proste określenia:

— Znajomość faktu jest to świadomość jego istnienia.

— Rozumienie faktu jest to zdolność odpowiadania na pytanie „dlaczego?”.

Dany fakt jest więc znany, jeśli na podstawie bądź dowodu doświadczalnego, bądź też ogólnie uznawanej teorii przyjęto jego istnienie. Fakt jest zrozumiały, jeśli potrafimy podać inny fakt, który jest jego przyczyną, czyli z którego ten pierwszy fakt wynika.

Na przykład, pytając: „dlaczego jabłko spada na ziemię?” — możemy dać odpowiedź: „ponieważ Ziemia i jabłko przyciągają się”. Fakt „jabłko spada na ziemię” jest więc faktem zrozumiałym, ponieważ potrafimy podać inny znany fakt, będący tego przyczyną. Pytając z kolei „dlaczego Ziemia i jabłko przyciągają się”, możemy odpowiedzieć: „ponieważ wszystkie ciała materialne przyciągają się”. Ten nowy fakt jest przyczyną obu poprzednich, oba poprzednie fakty są więc skutkiem tego, że „wszystkie ciała materialne przyciągają się”. Każdemu faktowi przyporządkować można zbiór faktów, które są jego skutkami.

Na rysunku 1 przedstawiono schematycznie zbiór wszystkich faktów, interesujących z punktu widzenia fizyki. Poszczególne fakty są punktami wewnątrz trójkąta. Uporządkowanie faktów w trójkącie jest takie, że przyczyna leży zawsze niżej niż jej skutek. Przy takim założeniu na powierzchni trójkąta faktów wyodrębnić można poszczególne strefy poziome, zawierające fakty określonego charakteru, jak podano po prawej stronie trójkąta. Poszczególne strefy nie są wyraźnie rozgraniczone i przejście między nimi jest płynne, toteż podane cechy tych stref mają znaczenie tylko orientacyjne.

Biorąc dowolny fakt, na przykład w strefie zjawisk, i odpowiadając na kolejne pytania „dlaczego?”, schodzimy na trójkącie stopniowo coraz niżej, co przedstawić można jako szereg punktów, połączonych odcinkami linii prostych.

Badania mają na celu poznawanie nowych faktów, dotychczas nieznanych, i zrozumiewanie faktów już znanych. Badania stosowane są w zasadzie poszukiwaniem faktów, będących skutkami faktów już znanych, co przedstawić można jako posuwanie się w kierunku od dołu do góry. Badania podstawowe natomiast są poszukiwaniem faktów, będących przyczynami faktów już znanych, czyli pozuwaniem się w dół. Ponieważ fakty mają na ogół wiele skutków, idąc w kierunku ku górze napotykamy na liczne rozgałęzienia — gęstość faktów rośnie. W wyniku badań obszar opanowany, czyli obszar faktów znanych stopniowo rozszerza się, zarówno w górę jak i w dół. Krok w górę jest w zasadzie odkryciem o charakterze utylitarnym, krok w dół — odkryciem o charakterze podstawowym. Krok w dół, czyli podanie przyczyny jakiegoś faktu, ma sens poznawczy tylko wtedy, jeżeli zbiór skutków tej przyczyny jest większy od zbioru skutków tego faktu o więcej niż jeden fakt.

Praktyczne wykorzystanie fizyki jest możliwe dzięki temu, że do poszukiwania skutków jakiegoś faktu nie jest koniecznie potrzebne jego zrozumienie. Dzięki temu, mimo ograniczenia naszej znajomości od dołu, możliwy jest postęp w badaniach stosowanych i dzięki temu fizyka zmieniła i w dalszym ciągu zmienia świat.

Ponieważ rozważania ninijsze dotyczą podstaw fizyki, w dalszym ciągu mowa będzie tylko o obszarze w pobliżu dolnego wierzchołka trójkąta faktów, który nazwijmy obszarem podstawowym.

3. Struktura obszaru podstawowego

Wychodząc od dowolnego faktu i schodząc w dół do kolejnych przyczyn, dochodzi się po kilku krokach do faktu, na którym ciąg się urywa. Ten ostatni, najniższy fakt ciągu, jest faktem znanym, lecz niezrozumiałym. Nieznana jest odpowiedź na pytanie „dlaczego?”. Nazwijmy taki fakt faktem podstawowym. Dla przykładów z ustępu 2 faktem takim jest istnienie prawa grawitacji. Zbiór wszystkich znanych faktów podstawowych określa aktualny stan poznania. Z dafinicji faktu podstawowego wynika, że nie ma już znanych faktów, leżących poniżej faktów podstawowych, można więc pociągnąć w obszarze podstawowym taką linię, aby wszystkie fakty znane leżały powyżej tej linii. Będzie to aktualna granica poznania (patrz rysunek 2). Z kolei w podobny sposób poprowadzić możemy aktualną granicę rozumienia, czyli taką linię, że wszystkie fakty zrozumiałe leżą powyżej tej linii. Pomiędzy granicą rozumienia a granicą poznania leżą tylko fakty podstawowe. Odcinki, przecinające granicę rozumienia, są ostatnimi odcinkami ciągów przyczynowych. Poniżej granicy poznania nie ma żadnego znanego faktu; granicy poznania nie przecina też żaden ciąg przyczynowy.

Odkryciem podstawowym można nazwać takie odkrycie, którego wynikiem jest przesunięcie w dół granicy zrozumienia i granicy poznania, które zatem zmienia zbiór faktów podstawowych. W wyniku odkryć podstawowych obie granice przesuwają się zatem stopniowo w kierunku dolnego wierzchołka trójkąta faktów.

W związku z tym nasunąć się musi pytanie, jaki jest kres tego procesu, czyli jakie są granice naszych możliwości poznawczych. Nie wnikając głębiej w istotę problemu, można założyć istnienie dwóch dalszych linii: granicy zrozumiałości i granicy poznawalności, stanowiących kres ludzkiego poznania. Obszar pomiędzy tymi liniami zawiera zbiór faktów, które nazwijmy fundamentalnymi. Jeżeli z czasem osiągniemy w naszym poznaniu ten kres możliwości poznawczych, to granica poznania pokryje się z granicą poznawalności, a granica rozumienia z granicą zrozumiałości, a zatem zbiór faktów podstawowych będzie jednocześnie zbiorem faktów fundamentalnych. Cała znana rzeczywistość fizyczna będzie wtedy wynikała z faktów fundamentalnych i dalsze prowadzenie badań podstawowych utraci sens. Byłby to „koniec drogi”, o którym coraz częściej słychać wśród fizyków [2].

4. Badania w obszarze podstawowym

Słuszność powyższych wniosków zależy oczywiście od słuszności przyjętego schematu. W szczególności chodzi o to, czy pole faktów jest rzeczywiście trójkątem — czy jest ono zamknięte od dołu. Wydaje się rzeczą niewątpliwą, że strefa zjawisk jest szersza od strefy praw szczegółowych, a ta ostatnia od strefy praw ogólnych, czyli że pole faktów zawęża się ku dołowi. Jego kształt w obszarze podstawowym jest jednym z ważnych zagadnień, którym należy poświęcić uwagę w strategii badań podstawowych. Nie jest to oczywiście zagadnienie czysto fizyczne, lecz wchodzimy w tym miejscu także w zakres logiki, filozofii, a nawet psychologii i estetyki. Wydaje się, że posunęliśmy się w dół trójkąta dostatecznie nisko, aby do strategii badań podstawowych zacząć podchodzić systematycznie, kompleksowo i z wykorzystaniem adekwatnych środków.

W tym miejscu warto zwrócić uwagę na fakt, że wiele innych nauk przyrodniczych jak chemia, astronomia, kosmologia, geologia, biologia itd., których pola faktów można by przedstawić w podobny sposób, nie posiada własnych zbiorów faktów podstawowych, lecz najczęściej ich ciągi przyczynowe wchodzą na pewnym stopniu w pole faktów fizyki i kończą się na jednym z faktów podstawowych fizyki. Wynika z tego, że zbiór faktów podstawowych fizyki charakteryzuje nie tylko aktualny stan badań w fizyce, lecz w znacznym stopniu aktualny stan ludzkiej wiedzy o wszechświecie w ogólności.

W związku z powyższym wydaje się celowe podjęcie kompleksowych badań i analiz w obszarze podstawowym, w których wyszczególnić można w zarysie następujące punkty:

1. Badania dotyczące zbioru faktów podstawowych, obejmujące wprowadzanie i uzupełnianie systematyki faktów znanych, formulację warunków podstawowości, formulację poszczególnych faktów podstawowych, sprawdzanie ich wzajemnej niezależności przyczynowej, sporządzanie wykazów faktów podstawowych dla poszczególnych gałęzi fizyki, ich zestawianie i uzupełnianie oraz badanie ogólnych cech tego zbioru;

2. Badania dotyczące odkryć podstawowych, obejmujące analizę warunków i kryteriów, jakie muszą spełniać odkrycia, aby były odkryciami podstawowymi, opracowywanie na tej podstawie wytycznych dla wysuwania hipotez i modeli w obszarze faktów nieznanych, sprawdzanie przydatności i wartości wysuwanych hipotez i modeli;

3. Badania, dotyczące obszaru faktów nieznanych, formułowanie ogólnych praw, których ważność dla tych faktów należy postulować, formułowanie ogólnych cech związków przyczynowych, jakimi fakty te winny być związane z faktami znanymi;

4. Badania dotyczące granicy zrozumiałości i granicy poznawalności oraz zbioru faktów fundamentalnych, ich istnienia, liczebności, cech ogólnych, a także analizy poszczególnych faktów podstawowych pod kątem widzenia ich ewentualnej fundamentalności;

5. Wysuwanie hipotez, modeli i propozycji w obszarze faktów nieznanych, zmierzających do odkrycia nowych faktów podstawowych, z wykorzystaniem wyników badań, wymienionych w pozostałych punktach.

Wydaje się, że poruszone zagadnienia zasługują na należytą uwagę, gdyż badania takie i ich wyniki byłyby czynnikiem jednoczącym i koordynującym wysiłki i poszukiwania, prowadzone dotychczas w pojedynkę lub w niewielkich grupach, bez szerokiej znajomości problemu.

5. Cechy odkrycia podstawowego

Poniżej zaproponowano kilka reguł, dotyczących wysuwania hipotez nowych faktów, zmierzających do przesunięcia w dół granicy poznania.

1. Nowe fakty podstawowe muszą doprowadzić do redukcji liczby faktów podstawowych lub do znacznego wzrostu liczby faktów znanych.

2. Nowe fakty muszą przedstawiać obraz rzeczywistości jak najbardziej prosty, logiczny, symetryczny, poglądowy i piękny.

3. Nowe fakty nie muszą spełniać żadnych warunków, wynikających z innych faktów podstawowych.

Ad 1. Warunek ten wynika z tego, że odpowiedź na pytanie „dlaczego?” uważamy za sensowną tylko wtedy, jeśli podana przyczyna ma większy zbiór skutków, niż jej skutek. Jeżeli więc liczba faktów znanych (nie licząc nowych faktów podstawowych) pozostaje niezmieniona, to musi zmaleć liczba faktów podstawowych. Jeżeli zaś liczba faktów podstawowych nie ulegnie zmianie, to reguła 1 wymaga, aby nowe fakty podstawowe były punktami wyjścia nowych ciągów skutkowych, obejmujących fakty wcześniej nieznane. W pierwszym przypadku podany warunek spełniony jest przez zmniejszenie liczby faktów podstawowych, w drugim — przez powiększenie liczby faktów znanych.

Ad 2. Podczas gdy reguła 1 jest obiektywna i wymierna, druga sformułowana jest bardzo subiektywnie i może budzić kontrowersje. Bierze się ona z przekonania, że aż do pewnego momentu wszystkie wielkie odkrycia były w swej istocie wprowadzeniem prostych, poglądowych modeli. Mówiąc o modelu układu planetarnego Kopernika lub modelu atomu Bohra, akcentuje się najczęściej ich znaczenie w kategoriach punktu 2, a niewiele zastanawia się nad tym, o ile jednostek zredukowały one liczbę niezależnych parametrów. Znaczenie modelu polega na tym, że jego poglądowość umożliwia szybkie i łatwe poszukiwanie i sprawdzanie skutków, jego wymierność zaś polega na tym, że łączy on wiele niezależnych parametrów w jeden wspólny fakt. Dla przykładu, orbitę planety charakteryzują: długość wielkiej półosi, trzy składowe wektora jej kierunku w przestrzeni, mimośród i nachylenie do ekliptyki. Są to niezależne parametry, ale nikogo nie martwi, że jest ich aż tak wiele, gdyż ich konieczność wynika logicznie z jednego poglądowego faktu, że planeta krąży po elipsie.

Odstępstwo od modeli zapoczątkował Maxwell swoją niezwykle piękną teorią, którą jednak potraktował czysto opisowo w myśl maksymy „hypothesis non fingo”, a w tym samym kierunku poszli twórcy teorii względności i mechaniki kwantowej. Ich teorie bez zarzutu opisują zjawiska i na tym polega ich ogromne znaczenie, lecz wielu świadomie lub podświadomie odczuwa, że twórcy tych teorii posunęli się nieco za daleko w swojej absolutyzacji relatywizmu i determinacji w lansowaniu indeterminizmu [3, 4]. Argumentują oni, że opuściliśmy obszar zjawisk, dostępny dla naszych zmysłów, wobec czego odwoływanie się do wyobraźni straciło uzasadnienie, ale znaczna część fizyków w braku poglądowości widzi pewien kryzys rozumienia. W tej sytuacji mamy wprawdzie odpowiedzi na pytanie „dlaczego?”, ale nieraz mają one na przykład postać: „bo w równaniu [47] wielkość Q występuje z wykładnikiem k”. Nasuwa to konieczność ustalenia jakiejś definicji rozumienia i zrozumiałości czyli ograniczenia w jakiś sposób zakresu dopuszczalnych odpowiedzi na pytanie „dlaczego?”. W znaczeniu potocznym zrozumiałe jest to, co trafia do przekonania, zaś do przekonania trafia to, co trafia do wyobraźni.

Ad 3. Formalnie rzecz biorąc, reguła 3 jest oczywista, gdyż poszczególne fakty podstawowe są z definicji wzajemnie przyczynowo niezależne. Praktyczne znaczenie tego punktu polega na tym, że przy proponowaniu nowych faktów (czyli wysuwaniu hipotez i modeli) jest bardzo trudno uwolnić się od błędnego mniemania, że cechy tych nowych faktów są uwarunkowane innymi znanymi faktami. Ponieważ chodzi o nowe fakty, leżące w sensie przyczynowym poniżej wszelkich faktów znanych, ich cechy mogą w dowolnym sensie odbiegać nawet od najoczywistszych cech innych faktów znanych. Mówiąc trochę przesadnie, rzeczywistość poniżej aktualnej linii poznania może być zupełnie różna od rzeczywistości w obszarze faktów powyżej tej linii. Inaczej mówiąc, te nowe fakty nie musi obowiązywać żadne znane prawo, wyrażone przez inne fakty podstawowe. Wymaga się tylko, aby te znane prawa pojawiły się w ciągach skutkowych najpóźniej przy przekroczeniu obecnej granicy poznania, czyli aby znana rzeczywistość była skutkiem tej nowej, bardziej podstawowej rzeczywistości. W przeszłości, w miarę posuwania się w dół, trzeba było niejednokrotnie odstępować od znanych praw lub precyzować zakres ich stosowalności, i niewątpliwie w przyszłości okaże się to nie mniej konieczne. Obserwując pewne nowe hipotezy i propozycje, odnosi się wrażenie, że ich twórcy nie mogą pokonać bariery trudności dlatego, że nie uwolnili się w wystarczającym stopniu od balastu różnych niepotrzebnych ograniczeń.

6. Zarys modelu faktów nieznanych

Fizycy, zadowalający się opisem zjawisk, dążą do sformułowania zbioru faktów fundamentalnych w postaci uniwersalnego równania lub układu równań, które łączyłyby w sobie wszystkie znane rodzaje oddziaływań, a więc opisywałyby całą znaną rzeczywistość. Zwolennicy poglądowości w fizyce nie mają zastrzeżeń co do tych dążeń, chcieliby jednak wyrazić życzenie, aby te uniwersalne równania były opisem rzeczywistości, dostępnej dla ludzkiej wyobraźni. Inaczej mówiąc, chcieliby, aby znana rzeczywistość wynikała nie z tajemniczej formuły matematycznej, lecz z przejrzystego, poglądowego modelu.

Aby pobudzić wyobraźnię i skłonić do rozważań zagadnień podstawowych także w kategoriach modelowych, przedstawiono poniżej w zarysie prosty hipotetyczny model rzeczywistości poniżej aktualnej granicy poznania. Nie jest to model gotowy i w tej postaci tłumaczy jakościowo zaledwie kilka faktów podstawowych, lecz może się okazać przydatny jako punkt wyjścia w rozważaniach tego typu. Jego ogólne sformułowanie zawierają następujące punkty:

1. Przestrzeń wypełniona jest obiektami, poruszającymi się we wszystkich kierunkach prostoliniowo ze stałą prędkością. Nadajmy tym obiektom nazwę aktony (od wyrazu akcja).

2. Aktony są nośnikami pewnej ilości jednej lub kilku wielkości fizycznych.

3. Istnieją tylko lokalne oddziaływania między aktonami.

4. Obiekty materialne są lokalnymi anomaliami gęstości aktonów lub gęstości unoszonych przez nie wielkości fizycznych.

Ad 1. Do opisu znanych oddziaływań okaże się prawdopodobnie konieczne wprowadzenie dwóch, a być może nawet czterech rodzajów aktonów. Prędkość ich ruchu musi być prawie na pewno prędkością światła. Zakłada to oczywiście istnienie wyróżnionego stanu ruchu, w którym prędkość aktonów jest izotropowa. Wprawdzie przeczy to najpowszechniej przyjętej interpretacji szczególnej teorii względności, ale istnieje interpretacja alternatywna, lorentzowska, w której taki właśnie stan ruchu istnieje. Dyskutował ją obszernie w swojej książce znany przeciwnik „absolutyzacji” relatywizmu Jánossy [5]. Zresztą w myśl reguły 3 z ustępu 5 można nawet byłoby dopuścić na tym poziomie naruszenie szczególnej teorii względności, wymagając tylko, aby transformacja Lorentza pojawiła się w zbiorze skutków tego modelu.

Ad 2. Wydaje się prawdopodobne, że podstawową wielkością, unoszoną przez aktony, jest pęd. Przechodząc przez obiekty materialne, aktony są absorbowane lub tracą część swojego pędu, przekazując go obiektom materialnym, co powoduje, że w okolicy takich obiektów pojawia się „pole”, będące anizotropią liczby aktonów lub unoszonego przez nie pędu. Jeśli w obszarze takiej anizotropii znajdzie się inny obiekt materialny, oddziaływanie aktonów na ten obiekt będzie również nieizotropowe i obiekt ten zacznie się poruszać, co przejawia się jako przyciąganie lub odpychanie się tych dwóch obiektów. W świetle reguły 3 z ustępu 5 przypisanie aktonom pędu nie znaczy wcale, że muszą one mieć także masę lub energię, gdyż aktony nie są cząstkami ani fotonami w sensie aktualnie znanych faktów i praw. Wielkości unoszonych przez aktony najlepiej nie utożsamiać z góry z żadnymi wielkościami znanymi. Dopiero po wymodelowaniu cząstek i ich właściwości można będzie wstecznie określić te wielkości w jednostkach wielkości znanych. Z przyczyn symetrii, o ile okaże się to konieczne, rodzaje aktonów trzeba będzie łączyć w pary, na przykład o unoszonej wielkości dodatniej i ujemnej.

Ad 3. Lokalność oddziaływań tłumaczy poglądowo abstrakcyjne pojęcie pola. Oddziaływania między aktonami polegać mogą na rozproszeniu, anihilacji lub kreacji aktonów, względnie na zmianach i wzajemnym przekazywaniu sobie niesionych przez nie wielkości fizycznych.

Ad 4. Z punktu tego wynika, że w modelu tym nie istnieje nic prócz aktonów. Kuszące wydaje się wprowadzenie jeszcze drugiego rodzaju obiektów: pasonów (od wyrazu pasywny), będących w spoczynku lub poruszających się wolno. Łatwiej jest wtedy tworzyć cząstki, ale ich widma mas i ładunki są ciągłe, a istnienie spinu nie jest koniecznością, ponadto zaś model wymaga wtedy wielu dodatkowych założeń (przyjęcia wielu nowych faktów podstawowych), co niszczy jego prostotę i uniwersalność.

Dopasowywanie zaproponowanego modelu do rzeczywistości przebiegać winno drogą ustalania nie sprecyzowanych faktów szczegółowych — jakościowych i ilościowych. Faktami jakościowymi w tym przypadku są: rodzaje aktonów, rodzaje wielkości przez nie unoszonych i rodzaje ich oddziaływań. Faktami ilościowymi do ustalenia w ramach modelu są: liczby aktonów poszczególnych rodzajów w jednostce objętości przestrzeni, ilości unoszonych przez nie wielkości fizycznych, przekroje czynne poszczególnych oddziaływań i ilości przekazywanych w tych oddziaływaniach wielkości fizycznych.

Sposób postępowania przy dopasowywaniu modelu do znanej rzeczywistości jest oczywisty. W pierwszej kolejności należy zapewnić stabilność w czasie samego (jednorodnego) pola aktonowego. Następnie, zakładając anomalię gęstości w polu aktonowym, należy przez dobór oddziaływań zapewnić jej stabilność w przestrzeni i czasie, czyli stworzyć cząstkę, następnie wymodelować dla niej w podobny sposób prawo bezwładności, co poprowadzi do wyrażenia masy bezwładnej przez parametry modelu aktonowego. W następnej kolejności winny się pojawić znane rodzaje oddziaływań między cząstkami. Wydaje się, że ze względu na krótki zasięg oddziaływań silnych, można je będzie wymodelować przez oddziaływania aktonów o charakterze rozproszenia względnie zamiany unoszonych wielkości, natomiast oddziaływania o sile malejącej z kwadratem odległości wydają się być spowodowane pochłanianiem aktonów lub unoszonych przez nie wielkości fizycznych.

Jeżeli model aktonowy jest zdolny do opisu znanej rzeczywistości fizycznej, to na pewnym etapie modelowania zaczną się pojawiać skutki w postaci znanych faktów i zależności między znanymi faktami podstawowymi. Obecne założenia modelu nie są oczywiście we wszystkich szczegółach wiążące i w trakcie modelowania może wystąpić konieczność ich modyfikacji.

7. Wnioski

Nie jest celem tej pracy dowodzenie, że przy pomocy proponowanego modelu uda się opisać wszystkie znane obecnie fakty. Wydaje się jednak, że odrzucenie go, czyli udowodnienie, że w żadnej postaci nie można uzgodnić go z faktami, nie jest rzeczą trywialną.

Warto przypomnieć, że koncepcja eteru w postaci gazo-podobnej pojawiała się w historii fizyki wielokrotnie, zwłaszcza w próbach poglądowego zrozumienia sił grawitacyjnych i elektrostatycznych. Feynman i inni [6] podaje przykład już z roku 1750 i odrzuca taką możliwość, argumentując naruszeniem prawa bezwładności. Tymczasem wystarczy przyjąć odpowiednią zależność przekroju czynnego na pochłanianie hipotetycznych obiektów (aktonów) przez materię od prędkości, aby prawo bezwładności zostało zachowane. Co więcej, rozważając ruch ciała w takim „ośrodku” szybko dochodzi się do wniosku, że ciało powinno sprzeciwiać się zmianie swojej prędkości, co byłoby jakościowym wytłumaczeniem samego zjawiska bezwładności. Także równoważność masy bezwładnej i grawitacyjnej jest w tym modelu prawie że oczywista, podobnie jak wynikająca z ogólnej teorii względności równoważność grawitacji i przyśpieszenia. Zupełnie ewidentny jest także statystyczny charakter oddziaływań w skali mikroświata, rozmycie funkcji prawdopodobieństwa położenia cząstki i wiele innych zjawisk kwantowych. Dalej, ponieważ pochłanianie opisane jest przez funkcję wykładniczą, dokładny wzór na siłę, działającą między dwoma ciałami, daje po rozwinięciu szereg potęgowy coraz to słabszych oddziaływań, co stwarza potencjalną możliwość powiązania z sobą znanych rodzajów oddziaływań: elektromagnetycznego, słabego i grawitacyjnego.

Próby rozwijania modelu aktonowego prowadzą do nieoczekiwanych wyników w postaci niewiarygodnie wielkich gęstości różnych wielkości fizycznych (niesionych przez aktony) w próżni, nie ma jednak żadnej przesłanki, aby taką możliwość z góry odrzucać.

Przyczyna, dla której koncepcja eteru gazo-podobnego mimo tak kuszących możliwości i wielokrotnego podnoszenia była zawsze na nowo odrzucana, tkwi prawdopodobnie w braku świadomości co do reguły, przedstawionej w punkcie 3 ustępu 5. Nie wdając się w szczegóły, można stwierdzić, że w pierwszej fazie rozwijania tej koncepcji bardzo trudno jest utrzymać w mocy prawo zachowania energii, jeśli tym lecącym obiektom (aktonom) przypisuje się z góry wszystkie właściwości cząstek. Założenie, że aktony są obiektami bardziej podstawowymi niż cząstki, i jako takie nie muszą spełniać praw mechaniki cząstek, powinno usunąć trudności tej koncepcji. Jeżeli tak jest, to prawo zachowania masy i energii okaże się być prawem wtórnym, pojawiającym się w zbiorze skutków na poziomie cząstek. Sama masa i energia okażą się być zapewne miarą, wyrażającą ilościowo oddziaływanie aktonów z cząstkami.

Przydatność przedstawionego modelu będzie oczywiście zależeć od skutków, jakie uda się z niego wyprowadzić. W przedstawionej postaci pozwala on tylko na stwierdzenie, że póki nie zostaną wyczerpane wszystkie możliwości wytłumaczenia znanych faktów przy pomocy tego lub dowolnego innego modelu, sprawa możliwości przywrócenia fizyce pełnej poglądowości i zrozumiałości będzie stale sprawą otwartą.

Literatura

[1] W. Stegműller: „The Structure and Dynamics of Theories”, Springer, N. Y., Heidelberg, Berlin 1976

[2] J. Zakrzewski: „Leptons and Quarks: The End of the Road?”, Postępy fizyki 31 (1980) 33

[3] W. Heisenberg: „Physics and Philosophy”, Allen and Unwin, London 1963

[4] A. Einstein, L. Infeld: „The Evolution of Physics”, Cambridge 1961

[5] L. Jánossy: „Theory of Relativity Based on Physical Reality”, Akadémiai Kiadó, Budapest 1971

[6] R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands: „The Feynman Lectures on Physics”, Addison-Wesley, Reading, Palo Alto, London 1964, vol. 1, p. 7–9.

(Artykuł powstał w roku 1980 i nie został opublikowany w żadnym czasopismie).