Richard Feynman jednou prohlásil s vtipem sobě vlastním: „Elektron je teoretický nástroj; je však při porozumění přírodě tak mimořádně účinný, že bychom téměř mohli tvrdit, že existuje.“
Asi jsem originálnímu Richardovu výroku přece jen přidal trochu šťávy, on větu napsal jemněji. Ale i tak jeho vyjádření dokumentují pochybnosti některých nejen fyziků o reálné existenci elektronu. Nejde pochopitelně jen o elektron, ale i o další částice jako neutrino, a tak trochu o celý mikrosvět.
V květnu jsem přednášel na konferenci ERGOTu, revue pro filosofii a společenské vědy, o výkladech kvantové mechaniky. Diskuse byla inspirující. Padla tam také tato už klasická připomínka zpochybňující spolehlivost poznávání tohoto „vzdáleného“ mikrosvěta. Jde tu ale o vzdálenost poznávací, tedy epistemickou, ne prostorovou, tedy jde o měřicí obtíže a námahu, se kterou něco poznáváme. Zde konkrétně je tato vzdálenost způsobena velkým zprostředkováním složitými teoriemi s vydatnou matematikou a složitými měřicími a pozorovacími přístroji, jejichž pomalu děsivým vyjádřením je CERN.
Míním vás ale přesvědčit, že jistota existence například stolu před námi není o mnoho větší. Začněme tím, že ukážeme, jak složité je vidět stůl před námi. Stůl před námi, i když přejedeme po jeho hladkém povrchu rukou, nemá vůbec spojitý povrch. Ve skutečnosti se skládá z mnoha od sebe velmi vzdálených hmotných teček, jader atomů. Kdybychom jádro atomu připodobnili velikostí k basketbalovému míči, byl by v této metafoře první elektron obíhající jádro ve vzdálenosti několika kilometrů. Přitom jádro tvoří 99,95–99,98 % hmotnosti atomů.
Stůl je tedy jedno velké prázdno. Jeho spojitost je dojem, který plyne z toho, že lidský zrak a hmat má velmi hrubý rastr. Uvědomme si, jak třeba rozžhavené železo září. Fotony světla jsou vysílány elektrony na atomových orbitech. Tedy v naší metafoře s basketbalovým míčem je jeden foton a pak několik kilometrů nic. A to my vidíme jako spojité těleso. S odrazem světla od chladných těles to není jiné.
Dále, my stůl vlastně přímo nevidíme. Nevidíme ta atomová jádra ani elektrony atomů, ale jen jejich posly, fotony. Vlastně ani ty fotony nevidíme, protože ty se v oku mění na elektrochemický signál neuronů poměrně složitým fyzikálně-chemickým procesem. Fotony v očních nervech neputují, ani si do oka nenacpeme celý stůl. A v očních nervech není žádná ucelená představa stolu. Tu musí teprve rekonstruovat mozek. Podobně jako když posíláme fotku mobilem, nemůže příjemce vidět na vlastní oči tuto fotku ve vzduchu, než se tento obrázek dostane na displej jeho mobilu. Mobil musí přijatý elektromagnetický signál složit v obraz.
Jak složité je ono „složení“ v mozku, o tom vypovídá fakt, že ze zrakových nervů při vidění stolu jde do zrakového centra jen asi sedmina informačního toku. Zbytek jde z jiných oblastí mozku, což vyjadřuje složitost oné rekonstrukce obrazu stolu v našem mozku. Navíc si uvědomme, že mozek vykreslí stůl v barvách, ovšem stůl sám takové barvy nemá. Barvy jsou jen „překlad“ informací o frekvencích stolem vysílaných fotonů do jiné „řeči“, které rozumí náš mozek. Kdyby dostával přímo ony frekvence, nerozuměl by ničemu.
A v tomto rozboru by se dalo pokračovat dál, třeba poukázáním na optické klamy, tedy chybu mozku při zpracování informací. Nehledě na značné optické vady oka samotného, které musí korigovat mozek. Když to shrneme, jsou naše smysly, třeba právě zrak, „přístrojem“ velmi nekvalitním s velmi malým rozlišením. Proto jsme ostatně vymysleli všechny ty mikroskopy a dalekohledy. A algoritmy, které v našem mozku skládají obrazy okolního světa, nemáme vůbec pod kontrolou. Vznikly totiž podvědomě v našem dětství a nikdo moc netuší, jak vlastně fungují.
A teď tento proces srovnejme s procesy, kterými poznáváme mikrosvět. A vezměme si náš nejlepší umělý „smysl“, urychlovač v CERNu. Zatímco mozek skládá obraz neznámými podvědomými algoritmy, představy o částicích v detektorech CERNu zpracovávají superpočítače, jejichž strukturu i algoritmy jsme vědomě stvořili. Známe je a neustále je zdokonalujeme, což u našeho zraku a mozku moc nehrozí. Také největší „mikroskop“ na světě, CERN, má mnohem a mnohem větší rozlišení než naše oko. A tento „smysl“ je také sestrojen vědomě. Zatímco fyziologie oka vznikla evolucí bez naší vědomé kontroly. A musíme ji často korigovat brýlemi.
Součástí rekonstrukce vlastností částic jsou opravdu složité teorie, jako je kvantová mechanika, kvantová teorie pole, teorie relativity, standardní model částic. Ty vytváří, ověřují a zdokonalují tisíce a tisíce těch nejchytřejších lidí na planetě. Samozřejmě zcela vědomě jsou taky kontrolovány ony překlady „smyslu“ zvaného CERN z původních dat do závěrečné vizuální podoby či teoretického popisu částic, jejich vlastností a chování.
Když to shrneme, skoro bych řekl, že naše představa o elektronu je spolehlivější než naše představa o stolu před námi. Ta totiž vznikla nevědomě a člověk ji přijal už jako dítě bez kritického přemýšlení a je pro něj tak intuitivní, že nepochybuje o její věrnosti a správnosti. Je to ale jen zažraný zvyk. A to už se vůbec nepouštíme do úvah, že realita všedního dne je v podstatě jen přirozená virtuální realita.