Kapitoly této knížky jsme seřadili tak, že nejprve objasňujeme vlastnosti plazmatických útvarů známých z běžné denní zkušenosti, plamene a elektrického výboje.
Pak vysvětlujeme jevy, které jsou běžné nebo aspoň dostupné každému, kdo se zajímá o technické výrobky, jako jsou zářivky, fotoblesk nebo plazmatické hořáky.
Teprve potom se vzdalujeme od bezprostřední smyslové zkušenosti a zabýváme se plazmatem, o jehož vlastnostech a existenci se dozvídáme většinou již jen pomocí přístrojů a vyhodnocením komplexních dat získaných často zdlouhavými a extrémně citlivými měřeními na objektech vzdálených od naší Země milióny světelných let nebo na jevech vytvářených sice na Zemi, ale tak, že stav plazmatu trvá třeba jen milióntinu vteřiny.
Moderní fyzika totiž nejen jednoznačně dokázala atomovou strukturu látek, ale odhalila i strukturu a vlastnosti atomů samých, rozložila je teoreticky i experimentálně na ještě jednodušší stavební kameny, nalezla strukturu atomového jádra, prozkoumala nukleony, které jádra skládají, a objevila síly, kterými na sebe elementární částice, elektron, proton a neutron, působí a které umožňují vznik větších a složitějších celků.
Pouze řadou nepřímých měření s použitím teoretického zpracování se fyzice podařilo v tomto století dokázat, že okolní svět se nám jeví, jako kdyby byl vytvořen ze spojitých látek, jenom proto, že naše smysly nejsou schopny rozlišit jednotlivé stavební kameny, z nichž je jeho obraz složen.
Co však je na objevech fyziky # století nejznamenitější a přitom málo zdůrazňované, je skutečnost, že vlastnosti oněch mozaikových kamenů do značné míry předurčují vlastnosti látek z nich složených.
Jestliže se fyzika # století, a tím spíše ostatní obory přírodních věd, musela spokojit popisem složitých a velmi rozmanitých vlastností látek, aniž mohla vysvětlit hlubší příčiny těchto vlastností, umí dnešní fyzika vysvětlit i velmi složité vlastnosti látek s komplikovanou strukturou, jako jsou například krystaly polovodičů, a stejně tak i vlastnosti kapalin, plynů a plazmatu tak, že vychází z vlastností atomů, nebo dokonce z vlastností ještě jednodušších částic, elektronů a nukleonů, které tyto látky tvoří.
V elementárních částicích, z nichž se skládá atom, našla fyzika vlastně onu dávno hledanou pralátku, jednoduchou základní substanci, z níž jsou složeny věci kolem nás, a ukázala, že nesmírná rozmanitost hmoty a jejích vlastností, jak je vidíme kolem sebe, není důsledkem rozmanitosti základních stavebních prvků, nýbrž pouze důsledkem rozmanitosti struktur, které elementární částice mohou vytvářet.
Fyzika minulých století, která neznala atomovou strukturu látek a zacházela s nimi jako se spojitými substancemi, byla v situaci, kterou lze obrazně přirovnat k situaci člověka, který by z velké dálky nebo výšky pozoroval lesy nejrůznějších druhů a snažil se pochopit jejich vlastnosti, aniž by věděl, že je tvoří stromy, a aniž by znal vlastnosti těchto stromů.
Změna barev s ročním obdobím u jednoho druhu lesů, stálá zeleň u jiných, dlouhodobé časové změny spojené s růstem, obraz smíšených lesů, to vše by bylo pouze obsáhlým popisem zdlouhavých a rozsáhlých pozorování, ale hlubší příčiny pozorovaných vlastností by zůstávaly neodhaleny.
Teprve když si připomeneme, kolik diskusí bylo v minulosti například kolem astronomických pozorování kanálů planety Marsu, které se údajně objevovaly, zanikaly a měnily barvu se změnou ročních období a které se různě vysvětlovaly, buď změnami vegetace, či výtvory myslících bytostí, získáme určitou představu o potížích, s nimiž se setkáváme, chceme-livysvětlit pozorované jevy tam, kde chybí znalosti o jejich vnitřních příčinách či, jak se často ve fyzice říká, o jejich vnitřním mechanismu.
Vlastnosti jednotlivých stromů známe z běžné zkušenosti a vlastnosti jejich velkých seskupení jsou nám proto zcela pochopitelné, i když se růst stromů v lese poněkud liší od růstu osamělých jedinců.
Podobně dnešní fyzika, která poznala velmi podrobně vlastnosti atomů, může vysvětlit, a dokonce předpovědět vlastnosti systémů složených z velkého počtu atomů navzájem na sebe působících.
Pochopení základních vlastností atomů a jejich vzájemného silového působení ušetří velmi mnoho námahy při popisu těch vlastností látek, které přímo svými smysly vnímáme.
Fenomenologické jevové vlastnosti látek mají svůj původ ve vlastnostech atomů nebo elementárních částic i tehdy, jde-lio vlastnosti, které mohou mít jen velká uskupení těchto částic, například teplotu, tlak.
Znalost vlastností atomů a elementárních částic a sil, které mezi nimi působí, dala moderní fyzice možnost nejen vysvětlovat pozorované jevy, ale i předpovídat vlastnosti látek v nových, dosud neuskutečněných podmínkách a popřípadě vytvářet záměrně látky s vlastnostmi, které se v přírodě nevyskytují.
Je to zcela opačný a nesrovnatelně účinnější způsob plnění materiálních požadavků lidské společnosti než stará empirická cesta, kterou člověk používal po desítky tisíc let a při které trpělivým zkoušením různých výrobních postupů občas náhodou objevil způsob, jak lépe opracovat dřevo či kámen, zlepšit vlastnosti kovů, stavebních hmot, zbraní či prostředků k lovu a zemědělství.
Stejně tak je mnohem účinnější takový způsob poznávání vlastností plazmatu v nejrůznější podobě, který vychází z vlastností částic, z nichž je plazma složeno.
Která informace by byla ze všech poznatků lidstva nejdůležitější a nejcennější pro další generace, kdyby následkem nějaké katastrofy byly zničeny všechny materiální a kulturní hodnoty, které lidstvo až dosud nashromáždilo, i dokumentace a paměť o nich.
Nebo, abychom celý problém zařadili do optimističtějšího rámce, jakou informaci bychom měli při velmi omezeném rozsahu zprávy předat myslícím, avšak technicky málo vyspělým bytostem v jiné části Galaxie, aby mohly co nejrychleji dosáhnout vysoké technické a vědecké úrovně.
Ve většině situací by však byla pravděpodobně nejdůležitější informace o poznatcích moderní fyziky, o atomové struktuře látek, o struktuře atomů a atomových jader, o silách, které vedou ke vzniku větších celků z atomů složených, a o metodách poznávání těchto struktur.
Za oněch deset tisíciletí postupně vzniklo a zase zaniklo mnoho vyspělých kultur a mocných říší, počínaje Sumery, Babylóňany a Asyřany přes egyptské tisícileté říše, Řeky a Římany až po středověké evropské civilizace.
Avšak žádná z nich nepronikla za hranice přímé smyslové zkušenosti, byť často velmi důmyslně využité v dopravních prostředcích, zavlažovacích zařízeních, v bytové kultuře, v umění a ve stavebnictví, jako při výstavbě egyptských pyramid nebo chrámů.
Žádná z těchto kultur nenašla také dostatečné zdroje mechanické energie a vysoká životní a kulturní úroveň byla dosahována vždy jen u nepočetné vrstvy obyvatelstva přivlastněním výsledků práce nesrovnatelně většího počtu chudých lidí.
Ve dvacátém století byly objeveny a využity zdroje energie, které, přepočítáno na jednoho obyvatele, převyšují ve vyspělých zemích již mnohokrát fyzickou sílu člověka, a zvládnutí vlastností atomů umožnilo vytvořit technická zařízení, jako jsou krystalové zesilovače, paměťové prvky, která aspoň v některých směrech nahrazují nebo i předčí mozek člověka a slouží k masovému předávání a zpracování informací a k automatickému řízení výroby.
Tato technika může už dnes zajistit materiální blahobyt nejen pro privilegovanou úzkou vrstvu obyvatelstva, ale, pokud by společenský řád plně odpovídal dosažené úrovni vědy a techniky, pro všechny obyvatele planety.
Zpráva pro jinou planetu, která by měla urychlit technický vývoj tamních myslících bytostí, by tedy především měla obsahovat ty poznatky, které lidstvo hledalo nejdéle a které jsou vlastně společným základem i pro přírodní zákony, které známe ze smyslové zkušenosti.
Proton, elektron a neutron působí na sebe kromě toho magnetickou silou vyvolanou jejich vlastním magnetickým momentem, tyto částice se chovají jako malé magnety.
V atomech a větších celcích tvoří elektrony složité vlnové obrazce a mohou se pohybovat jen ve zcela určitých drahách odpovídajících stojatým prostorovým vlnám.
Fyzikové ho dosáhli s velkými obtížemi, neboť se museli vzdát vžité představy o úplné podobnosti atomů, elektronů a jiných mikročástic s tělesy velkých rozměrů.
Při přechodu ze vzdálenější hladiny na bližší vyzařuje atom kvantum energie odpovídající rozdílu energií mezi oběma stavy, a to ve formě elektromagnetických vln.
V jádře prvků jsou protony a neutrony drženy pohromadě novým druhem sil, odlišných od elektromagnetických sil působících pouze na krátkou vzdálenost, jaderných sil.
Velmi těžká jádra s # a více protony jsou nestabilní, neboť odpudivá elektrická síla mezi souhlasně nabitými protony je u těchto jader již srovnatelná s přitažlivou silou mezi nukleony.
Atomy, jejichž jádra mají stejný počet protonů, avšak různý počet neutronů, izotopy, se chovají z hlediska sdružování s jinými atomy stejně, chemické vlastnosti izotopů téhož prvku jsou totožné.
Sdružování atomů ve větší stabilní celky je spojeno s uvolněním energie řádu # až # * na atom, a to buď ve formě záření, nebo pohybu nově vzniklých částic, molekul.
V další části zprávy, která zatím obsahuje údaje nezjistitelné pouhým pozorováním pomocí smyslů, by mělo následovat spojení uvedených vlastností atomů s jevy, které přímo pozorujeme.
Zákony chemického slučování prvků, vlastnosti molekul, krystalů, spektra atomů a molekul, uvolňování jaderné energie a ovšem i zákony mechaniky, termodynamiky, optiky a ostatních klasických disciplin fyziky stejně jako nauku o elektřině a magnetismu je možné odvodit z uvedených vlastností částic a působících sil, pokud by ovšem byly formulovány matematicky, kvantitativně, což zde, vzhledem k charakteru knížky, by nebylo vhodné.