16/01/2026
Kolotoč, Grep a Tao
Nejlepší pedagogická možnost, jak vzbudit v dítěti zájem o čísla a matematiku (potažmo fyziku) (potažmo chemii), je povědět mu ve správný čas a na správném místě o tom, že si má představit nekonečno. Myslím tím to velké nekonečno tam nad hlavou, když v noci ležíte vedle sebe na letní louce… Chvilku to trvá, než člověku dojde, jak moc se mu z toho prožití může zatočit hlava. Zažil jsem to. Ale časem jsem pochopil, že jsem asi ve škole ve fyzice evidentně nedával pozor, protože další a nečekanej “točohlav” jsem prožil až na starý kolena, když jsem se dopídil, že stejně velký (malý) nekonečno máme ještě jedno. Myslím tím to malé mínusové nekonečno tam pod nohama… víte, co myslím… atomy a tyhle věci.
Nedávno jsem se k tomu malýmu nekonečnu vrátil, protože jsem začal shánět nějakou dobrou fotku atomu pořízenou nějakým supr kvanto něco mikroskopem. A na to konto jsem zjistil, že jsem tenkrát ve fyzice nedával pozor vůbec a že to malý nekonečno je ještě menší, než jsem myslel. Pač atom nikdy přesně a ostře vyfotit nejde a nepůjde. Věděli jste to? Ach jo. Taky máte představu, že atom by se měl dát přesně vyfotit cca podobně jako lidi na roztočeném kolotoči? Tak to žel nejde. Atom nelze vyfotit jako ostrý objekt, protože stupeň „osvětlení“, který by byl nutný k jeho přesnému zobrazení, je pro atom nutně destruktivní – je to, jako kdybyste chtěli vyfotit sněhovou vločku osvětlenou svářečským plamenem. To nestihnete cvaknout. Fotka z dálky? Ano – ale bude to jen fotka odraženého světla. On je prostě menší než vlnová délka světla. A aby to nestačilo, tak jeho vnitřní děje (elektronové i jaderné) probíhají na extrémně krátkých časových škálách – od attosekund až po yoctosekundy (~10⁻²³ s) – což principiálně rovněž znemožňuje klasickou fotografii. Na těchto časových škálách prostě neexistuje „stop-frame“ realita – klidový obraz zde fyzikálně neexistuje. Realita na této úrovni reality již není obrazová. (Typická velikost atomu je asi 0,1 nanometru a viditelné světlo má vlnovou délku zhruba 400–700 nanometrů, takže atom je tisíckrát až několiktisíckrát menší než vlnová délka viditelného světla. ) A právě proto ho nikdy neuvidíme jako obraz. Prostě ne! Tudíž všechny vizuální modely atomu jsou pouze a nutně jen schematické reprezentace vztahů, nikoli snímky reality
A jaká je tedy možná reálná představa toho atomu? No - Nejen že je atom fakticky hrozně malej, ale ke všemu je tenhle „základní struktura hmoty“ úplně prázdnej! Jeho objemem je “nic”. Jelikož proton a neutron tvoří jen naprosto zanedbatelnou část jeho objemu, tak veškerá ta hmota kolem nás i my samotní jsme fakticky prázdní a pustí – jsme jen prostorem možného výskytu elektronů (zhruba)! To, co vytváří dojem tvrdosti, pružnosti, měkkosti atd., je určeno jen tím, jak dohromady atomová jádra drží pohromadě. Atom je z víc než 99,9999 % prázdný prostor.
To bychom měli. Ještě to čtete? Bude to ještě bláznivější. Takže: možná vás právě teď napadla otázka: “A co je tedy prázdnější nekonečno? To malé nekonečno (atomy atd.), nebo to velké nekonečno (vesmír atd.)?”. Odpověď je šílená. Prázdnější je prosím pěkně to menší nekonečno. A ukážu vám to na příkladu, který je poměrově správný, ale převedený tak, abychom si ho my, malí průzkumníci, mohli představit. Představte si atom jako bazén vody o poměru stran 100 × 100 × 100 metrů, který drží vodu pohromadě bez podlahy a stěn jen 1mm kulička atomového jádra. Atom není uzavřený objekt, ale prázdný prostor - elektron cloud vymezený vazbou elektronu k jádru. Chápete? A nyní pozor – pokud vezmeme to velké nekonečno (vesmír – mezigalaktický prostor) a zeptáme se, kolik že 1mm kuliček vychází na 100 × 100 × 100 metrů, tak nám vyjde, hádejte co?
Vyjde nám: GREPFRUIT!
Protože do grapefruitu by se vešlo cca milion 1milimetrových kuliček atomových jader, což je objemově cca grapefruit.
Ano: mezigalaktický prostor má zhruba ~1 atom na 1 m³, tím pádem: atom = 1 kapička v X prostoru / versus vesmír = milion kapiček ve stejném X prostoru
Takže co je prázdnější nekonečno? Ach jo! To malé! V atomu je víc prázdno než v těch dálavách, co máme nad hlavou. A zatímco jednou snad budeme schopni ostře vyfotit ty nejvzdálenější hvězdy vesmírného nekonečna (pač tam fyzicky budeme schopni poslat sondu), tak nikdy nebudeme schopni vyfotit ty nejvzdálenější částice atomového nekonečna.
Když už mluvíme o dvou nekonečnech – pro přirovnání, aby tu hloubku člověk pochopil – můžeme si to velké a malé nekonečno představit jako logaritmickou osu s člověkem uprostřed, která je stejně vzdálená na obě strany. Je to totiž jen jedna škála, na jejíž mínusové straně můžeme vyznačit bod (třeba atom nebo kvark) a mrknout, jaký bod této poloze odpovídá na plusové straně škály.
Jedna logaritmická osa, člověk uprostřed, stejně dlouhá na obě strany. Rozumějte :), to hodně malé není vůbec blízko, jen proto, že je to od vašich očí pár centimetrů, ale je to naopak mega hlubina. Najednou je z atomu hodně malá věc, která je sakra daleko. A co třeba kvark? Kvark na malé škále odpovídá vzdálenostem k Orionu na velké škále. Bacha! Se současným pohonem by „raketa s posádkou“ do Orionu letěla řádově desítky milionů let.
Sedíte? To nejmenší, co dnes fyzika vůbec dokáže smysluplně pojmenovat asi znáte: Planckova délka. Je to asi 10⁻³⁵ metru. To je hranice, kde přestává fungovat samotný pojem vzdálenosti a pojmosloví k tomu.
Vezměme naši logaritmickou osu, člověka uprostřed, a najděme matematický protipól Planckovy délky na velké škále. Vyjde nám vzdálenost 10³⁵ metrů. A máme před sebou poslední hlavotoč: celý pozorovatelný vesmír má průměr jen asi 10²⁶ metrů. To znamená, že protipól Planckovy délky neleží někde u vzdálené galaxie. Leží miliardkrát dál, než sahá celý vesmír, který jsme schopni vůbec pozorovat.
Takže zatímco tam dole u Planckovy délky končí smysl slova „vzdálenost“, tak tam nahoře – na opačné straně škály – končí smysl slova „vesmír“. Na obou koncích nenajdeme další objekty, ale hranice pojmů. Dole se rozpadá prostor. Nahoře se rozpadá dosažitelnost.
Jediná smysluplná odpověd’ na tohle všechno je pro mě osobně TAO. Tam eviduji jediný správný - matematicko/ fyzikální popis toho o čem je tu řeč. Díky za pozornost. T. / Dotatek: Postup pro prožití malého nekonečna: Spojte velmi jen velmi jemně na dotek ukazováček a palec. Přesně mezi místem dotyku můžete cítit jemné chvění. Soustřeďte se. Právě držíte svoje nekonečno. O leptonech se raději nezmiňovat.