Wielkości fizyczne i teorie fizyczne

Właściwie do końca nie wiemy czym są wielkości fizyczne. Z jednej strony bywają to wyniki pomiarów - np. masa, prędkość, odległość. W tym kontekście wielkością jest po prostu odczyt z określonego urządzenia. Dlatego taka interpretacja wielkości jest bardzo praktyczna, a jednocześnie mało uniwersalna, bo każde urządzenie mierzy swoją własną prywatną wielkość fizyczną, a kwestią pewnej umowy (może też trochę wiary fizyków w to, że uwzględniają wszystkie najważniejsze czynniki) jest twierdzenie, że inne podobne urządzenia mierzą daną wielkość tak samo.

Z drugiej strony mamy takie wielkości fizyczne jak pęd, prawdopodobieństwo, czy entropia. Nie ma przyrządów do bezpośredniego pomiaru pędu, czy prawdopodobieństwa znalezienia elektronu w pobliżu drugiego elektronu. Jednak tego typu wielkości są przez fizyków używane i pomagają im zbudować model matematyczny świata rzeczywistego.

W zasadzie można by tworzyć dowolną ilość różnych wielkości fizycznych, które najczęściej do niczego nie będą służyły. Np. pęd razy czas do kwadratu można nazwać "pędczasem" i sobie tę wielkość wyliczać. Tylko po co?
jednocześnie jednak np. masa razy prędkość do kwadratu jest już bardzo sensowną wielkością - po podzieleniu przez 2 otrzymamy stąd energię kinetyczną.

Bo sensowne wielkości fizyczne funkcjonują w ramach teorii, z którą są nierozłącznie związane - są jej składnikiem, budulcem. Jeśli komuś uda się stworzyć sensowną teorię wokół wymyślonego przeze mnie pojęcia "pędczasu" to chwała mu i szacunek. Chociaż bardzo wątpię, aby to pojęcie komukolwiek na coś się przydało...

Czy stałe fizyczne są rzeczywiście stałe?

To dość przewrotne dla niewtajemniczonych pytanie, jest całkiem normalnym pytaniem dla fizyków "czystych" teoretyków.

We wzorach fizycznych pojawia się nie mało liczb stałych - niektóre, choć jest ich niewiele, to tzw. stałe uniwersalne (np. prędkość światła, przenikalność magnetyczna próżni), istnieją też stałe materiałowe (np. gęstość żelaza w warunkach normalnych, czy przewodnictwo elektryczne miedzi).

Do tego dochodzą właściwości szczególnie ważnych, stabilnych lub elementarnych obiektów - elektronu, neutrina (może też protonu). W zasadzie trudno dziś powiedzieć, czy ładunek i masa elektronu są stałymi uniwersalnymi, czy też "obiektowymi" (jakby na podobieństwo stałych materiałowych).

Jeszcze inną pozycję zajmują stałe w rodzaju liczby Avogadro. Z jednej strony jest ona jakby stałą uniwersalną bo odnosi się do każdej substancji, z drugiej jednak jej rodowód jest silnie związany z definicją kilograma (wybraną w sumie dość przypadkowo, bo opartą na gęstości dość skomplikowanej substancji jaką jest woda i metrze wywodzącym się z rozmiarów globu ziemskiego). 

Stałą o szczególnym znaczeniu w fizyce cząstek elementarnych jest tzw. stała struktury subtelnej. Jej wartość to 1/137. Jest to stała o dużym stopniu "uniwersalności", niezależna od wyboru układu jednostek i zapewne kryje się w niej jakaś głęboka prawda o naturze świata.

Jednak właściwie w stosunku do żadnej stałej nie mamy pełnej gwarancji, że w jakichś szczególnych warunkach stałe nie staje się zmiennymi. Przecież nie raz już coś stałego, niezmiennego pod naporem faktów doświadczalnych i wiedzy, musiało zostać uznane względnym. Przykład - przed pojawieniem się teorii względności nikomu nie przychodziło głowy, że masa obiektu może zależeć od prędkości układu odniesienia, a dziś już prawie nikt nie kwestionuje efektów zmiany masy z prędkością.

Przypuszczenia, że stała grawitacyjna jest w rzeczywistości zmienna (np. że 5 mld lat temu miała inną wartość) są pod stałym "zastanowieniem" fizyków kosmologów. A inne stałe - może też się zmieniają...

Ciekawostka związana ze stałymi uniwersalnymi odkryta przez autora witryny - a może ślad do prawdziwie wielkiego odkrycia?

Kiedyś bawiąc się programowaniem komputera stworzyłem program, który wynajduje związki między znanymi stałymi fizycznymi. I co odkryłem (być może paru ludzi oprócz mnie także, ale ich nie znam...)?

 Przypadek?
- może i przypadek, jednak wydaje się to dość duży zbieg okoliczności.

A patrząc na sprawę od strony fizycznej, odnajduję sporo przesłanek, że prędkość światła - wyliczana jako droga (przestrzeń) dzielona przez czas daje nam stała określającą grawitację (czyli wg Einsteina właściwość czasoprzestrzeni).

Może więc np. grawitacja jest jakby efektem "resztkowym" oddziaływania elektromagnetycznego (prędkość światła to przecież prędkość fal elektromagnetycznych), może da się skonstruować teorię, która czas i przestrzeń (a w konsekwencji grawitację) silniej zwiąże z tym oddziaływaniem? Albo może czas, przestrzeń i oddziaływanie elektromagnetyczne są tylko różnymi punktami spojrzenia na tę samą (póki co dla ludzkości zakrytą) rzeczywistość?
Czyżby tu był ślad Teorii Wielkiej Unifikacji?