Existuje vůbec gravitace (jako síla)?

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.