Pozor! Používáte zastaralý prohlížeč, stránka se nemusí zobrazovat správně. Aktualizujte jej a zlepšete tak svůj uživatelský zážitek.

Matfyz.cz

Mezi námi: Jak pozná teoretický fyzik, zda výsledky jeho bádání jsou správné?

Prof. Jiří Podolský (foto Svoboda)

Respondentem jedenáctého dílu ankety Mezi námi je prof. Jiří Podolský. Otázku z oboru fyziky mu v minulém díle položil prof. Rataj.


Jak pozná teoretický fyzik, zda výsledky jeho bádání jsou správné?

Inu, záleží na tom, o jakého teoretického fyzika jde.

Velikáni 20. století to poznali tak, že dostali Nobelovou cenu. Tato pocta nejvyšší je zpravidla symbolickým stvrzením skutečnosti, že jejich teorie se stala průlomem v chápání světa, koncepční revolucí, že byla dobře ověřena cílenými experimenty, a proto doznala všeobecného uznání. Do této prestižní kategorie titánů ducha se zařadil Einstein, známý hlavně jako objevitel speciální a obecné relativity, i tvůrci podivuhodné kvantové teorie mikrosvěta, zejména Planck, Bohr, Schrödinger, Heisenberg, Pauli, Dirac, Fermi, Feynman a další.

Géniové, kteří bádali před rokem 1900, na tom byli úplně stejně — až na to, že Nobelovu cenu nedostali. Ale jenom kvůli tomu, že ještě neexistovala. Odměnou jim však může být, že právě oni vytvořili klasickou fyziku (a nejen teoretickou!) coby exaktní a matematicky formulovaný vědní obor. Jejich teorie a rovnice dnes najdeme v každé učebnici (od „mateřských“ škol po vysokoškolské kurzy fyziky), neboť jsou východiskem racionálního poznání reality. Jmenujme třeba Keplera, který s pomocí dlouhých a precizních Braheho měření pozic nebeských objektů odvodil slavné tři zákony pohybu planet. Čímž vydláždil cestu Newtonovi, tvůrci teoretické mechaniky a objeviteli zákona všeobecné gravitace. Podobně tomu bylo i s elektřinou, magnetizmem a optikou: jejich velké sjednocení provedl v roce 1864 Maxwell svou dynamickou teorií elektromagnetického pole. Dobře věděl, že nová teorie je správná, ale rozhodně nemohl tehdy tušit, že elektromagnetické vlny, jež teorií předpověděl, budou o 150 let později esencí moderní civilizace založené na globálním sdílení elektronických informací…

Správnost fyzikální teorie má opravdu oba aspekty: „vnitřní“ a „vnější“. Každá úspěšná teorie musí mít svou vnitřní krásu idejí: jasné výchozí principy, matematickou eleganci, logickou strukturu a konzistenci. To však zdaleka nestačí: fyzikální teorie musí mít nadto správný přesah, odkaz do vnějšího světa. Matematickým symbolům teorie musí být jednoznačně přiřazeny fyzikální pojmy, dobře identifikovatelné ve skutečném světě hmoty. Fyzikální teorie musí za všech okolností, na jejichž popis aspiruje, přesně a spolehlivě vystihovat souvislosti mezi jevy, které v realitě pozorujeme. Tím se teoretická fyzika liší od čisté matematiky, pro níž postačuje pouhý vnitřní aspekt logické správnosti v kontextu daného axiomatického systému

Svým způsobem je vlastně „zázrak“, že matematicky formulované a přitom fyzikálně správné teorie vůbec existují a že jsou tak úspěšné! Ty nejlepší (zmíněné v úvodu) jsou přitom schopny popisovat vesmír kolem nás v celé jeho komplexitě, a to od mikroskopických rozměrů 10-20 metrů až do kosmologických škál řádu 1026 metrů.

A co zbývá nám, běžným teoretickým fyzikům na začátku 21. století? My nacházíme potěšení hlavně v rozvíjení hlavních, dobře ověřených teorií, které zformulovali naši geniální předchůdci: ve zkoumání všemožných důsledků, v analýze jejich souhry, v aplikacích na čím dál složitější systémy a situace. Metou nejvyšší (ovšem tou nejtěžší a jen zřídka úspěšnou) je pak pokus o zobecnění stávajících teorií dále do neznáma. Jak půjde zjistit, že jsme uspěli? Kritériem pravdivosti bude i v tomto případě souhlasný názor kolegů, specialistů na danou problematiku, ohledně vnitřní krásy a konzistence nové teorie, a zejména — bude-li to vůbec prakticky proveditelné — perfektní shoda předpovědí s realitou. Nobelovu cenu dostane a do příštích učebnic vstoupí jenom ten, kdo zdárně překoná obě bariéry. A laťka je evidentně nastavena pořádně vysoko…


prof. RNDr. Jiří Podolský, CSc., DSc.

Ústav teoretické fyziky, Matematicko-fyzikální fakulta, Univerzita Karlova v Praze


Otázka na docentku Hanu Čížkovou: Co pohání kontinenty na Zemi? A čím je Venuše jiná? > Odpověď



Další díly ankety:

Mezi námi: Co pohání kontinenty na Zemi? A čím je Venuše jiná?
Mezi námi: V čem spočívá vědecká excelence MFF UK v matematice?
Mezi námi: Z čeho pramení výborná atmosféra ve vašem týmu doktorandů, postdoktorandů a mladých kolegů?
Mezi námi: Existuje podle Vašeho názoru období (nebo více období) v naší historii, které byste označil jako „zlatá doba české matematiky“ a proč?
Mezi námi: Co je to pravděpodobnost v přirozeném světě, co je to pravděpodobnost ve světě matematiky a jak spolu souvisejí?
Mezi námi: Matematici matematiku objevují, anebo tvoří?
Mezi námi: Existuje něco jako buňky na matematiku?
Mezi námi: Vysoká škola versus Akademie věd – které prostředí je pěstování vědy příznivěji nakloněno?
Mezi námi: Jsou matematika a hudba dvě strany jedné mince?
Mezi námi: Kolik kilogramů Matfyzu létá ve vesmíru?
Mezi námi: Kdo je pro mě matfyzák?


Mohlo by vás také zajímat:

Jiří Podolský – Astronomie, matka fyziky – cesta od mýtů k vědě

Další obrázky
comments powered by Disqus

Matfyz.cz

Univerzita Karlova
Matematicko-fyzikální fakulta
Ke Karlovu 3
121 16  Praha 2
IČ: 00216208
DIČ: CZ00216208
web fakulty
studuj na Matfyzu
e-shop