Ne samo da se Bošković bavio raznim područjima znanosti nego je u svakom od tih područja dao važne znanstvene doprinose, a u nekima je postavio temelje za kasnija znanstvena postignuća kao npr. u geoznanostima, optici, statistici i dr.
Najviše je ipak ostao zapamćen po svojoj izvornoj teoriji prirodne filozofije ili teoriji sila i strukture tvari, nazvanoj Boškovićeva atomistika. Svjestan važnosti svoje teorije, sam Bošković nazvao ju je „moj novi svijet“.
Teorija je svoj konačni oblik dobila u Boškovićevu glavnom djelu “Teorija prirodne filozofije svedena na jedan jedini zakon sila koje postoje u prirodi”, objavljenom prvi put u Beču 1758. godine.
Začetke teorije nalazimo u prijašnjim Boškovićevim raspravama počevši od 1745. godine. Nakon latinskih izdanja “Teorije” ona je prvi put prevedena na neki živi svjetski jezik tek u 20. stoljeću, tj. na engleski (1922.) i na hrvatski (1974.).
Nemoguće je ovdje detaljnije obrazložiti Boškovićevu složenu teoriju sila i strukture tvari. Navodim samo najvažnije rezultate te teorije i odjek tih ideja u suvremenoj znanosti.
Bezdimenzionalni “atomi”
Kada je riječ o nekoj znanstvenoj teoriji, onda prvo što pada na pamet jest da je teorija izvedena iz eksperimentalnih činjenica, tj. iskustva, i potkrijepljena i provjerena eksperimentom. Ništa od toga nije bilo u slučaju Boškovićeve teorije.
Ona se odnosi na mikrosvijet, a u to doba (i još dugo nakon toga) nije bilo moguće eksperimentirati s mikrosvijetom. Prema tome, Boškovićeva teorija ne slijedi iz nekih eksperimentalnih činjenica, nego je proizišla iz njegovih filozofskih razmatranja.
Sustavno i dosljedno razmišljanje dovelo je Boškovića do ideje postojanja privlačno-odbojnih sila. Kod Newtona su postojale samo privlačne sile (gravitacija).
Novost Boškovićeve teorije u odnosu na Newtonovu teoriju gravitacije u tome je što Bošković uvodi i odbojne sile tako da one mogu biti vrlo velike, čak beskonačno velike, što ne dopušta da se čestice tvari jedna drugoj približe do dodira. To je izvoran Boškovićev zakon privlačno-odbojnih ili atraktivno-repulzivnih sila.
Tvrdnja, koja slijedi iz beskonačnosti odbojnih sila na malim udaljenostima, da ne može postojati dodir među česticama i tijelima protuslovi svakom iskustvu i nitko nikada prije Boškovića nije ni pomislio na takvu tvrdnji, a kamoli da bi je izrekao.
Boškovićev zakon sila, predočen tzv. Boškovićevom krivuljom sila, objašnjava sve vrste međudjelovanja u prirodi tako da je to jedan jedini zakon sila koji postoji u prirodi. To je također neobična ideja da se sve prirodne pojave može svesti na samo jedan zakon.
To zapravo nije ništa drugo nego težnja suvremene znanosti da sve danas poznate sile u prirodi (gravitacijska, elektromagnetska, slaba nuklearna, jaka nuklearna sila), po Boškovićevu uzorku, svede na jednu silu ili da dovede do teorije svega (Theory of everything), kako se to kaže u suvremenoj znanosti.
Znanost to do danas nije uspjela iako su u tom smjeru napravljeni veliki pomaci. Izvorna Boškovićeva ideja čeka na svoje ostvarenje unutar znanosti. Njegova teorija pruža novi pojam stvarnosti i novu sliku svijeta pa se govori o tzv. “bošković(ij)anskom obratu” u shvaćanju stvarnosti.
Ako se danas usporedi oblik Boškovićeve krivulje sila s oblicima koji se u suvremenoj znanosti odnose na sile među najsitnijim česticama nukleonima (protonima i neutronima), atomima, molekulama i sl., onda se uočava zapanjujuća sličnost.
Boškovićevi “atomi” (Bošković ih naziva tvarne točke – puncta materiae) danas su upravo ono do čega je suvremena znanost došla i najsitnije čestice nazvala kvarkovima.
Prije Boškovića nitko nije najmanje tvarne čestice poistovjećivao s bezdimenzionalnim točkama geometrije. Prema uobičajenoj predodžbi, atomi, kako god sitni, uvijek imaju neku dimenziju, tj. veličinu.
Boškovićevi su “atomi” bezdimenzionalni, ali nisu samo geometrijske bezdimenzionalne točke nego upravo fizičke točke materije i od matematičkih se točaka razlikuju po tome što posjeduju sile inercije i privlačno-odbojne sile. To je novost koju dugujemo Boškoviću. Američki nobelovac za fiziku (1988.)
Leon Lederman o Boškoviću je rekao: „Ruđer Josip Bošković, Dubrovčanin [...] je imao još jednu zamisao, potpuno luđačku za osamnaesto stoljeće (a možda i za bilo koje drugo vrijeme). Materija je građena od nevidljivih i nedjeljivih atoma, rekao je. Dobro, to nije posve novo,...Ali čujte novu stvar: Bošković je tvrdio da te čestice nemaju veličinu, naime da su geometrijske točke. ... Bez dimenzija. A Bošković tvrdi, ni manje ni više, da je materija građena od čestica koje nemaju dimenziju! Mi smo, evo prije dvadesetak godina, pronašli česticu koja odgovara tom opisu. Nazvali smo je kvark.”
Čestice prvog, drugog... reda
Budući da se tvar sastoji od mnogo točkastih čestica koje se ne mogu dodirivati, nego su razmaknute, ona u sebi ima mnogo praznog prostora. Bošković je prvi u povijesti izrekao tvrdnju da pri dovoljno velikim brzinama tijela mogu prolaziti jedna kroz druga, a da im se unutrašnja struktura ne promijeni.
U suvremenoj znanosti takva svojstva imaju čestice neutrini. Stoga bi se moglo kazati da je Bošković prethodnik ideje neutrina. Ali za Boškovića bi i veće mase mogle prolaziti jedna kroz drugu bez ikakva poremećaja njihovih dijelova kad bi njihove brzine bile dovoljno velike.
Ozbiljno pitanje koje se nametnulo bilo je kako se od bezdimenzionalnih, neprotežnih, fizičkih (tvarnih), međusobno razmaknutih točaka mogu izgraditi složenije čestice i veće mase.
Sve složenije strukture čestica koje je Bošković nazvao česticama prvog, drugog, trećeg… reda mogu postojati zahvaljujući privlačno-odbojnim silama. Kad bi postojale samo privlačne sile, sve bi se čestice stopile u jednu. Tako bi se i cijeli svemir urušio u jednu točku.
Kad bi postojale samo odbojne sile, sve bi se čestice raspršile i ne bi mogla postojati tijela. Boškovićeve privlačno-odbojne sile osiguravaju da se ne dogodi ni jedna ni druga krajnost.
U današnjoj znanosti kvarkovi i antikvarkovi odgovarali bi Boškovićevim česticama prvog reda, nukleoni (protoni i neutroni) česticama drugog reda, atomske jezgre česticama trećeg reda, atomi česticama četvrtog reda, molekule česticama petog reda i tako dalje.
Svojstva tih čestica i njihova međusobna različitost ovise o njihovoj unutrašnjoj strukturi. Ta ideja o povezanosti strukture i svojstava potječe od Boškovića, a aktualizirana je tek u kemiji 19. stoljeća.
Bošković sadio, drugi požnjeli
Prema Boškovićevoj je teoriji, dakle, moguće stvarati sve složenije strukture. On sam došao je do, uvjetno kazano, modela atoma koji je vrlo sličan Bohrovu modelu iz 1913. godine. I Boškovićev i Bohrov model uvode ideju postojanja “dopuštenih” i “zabranjenih” staza što je moderna ideja kvantne teorije.
Danski fizičar nobelovac Niels Bohr postavio je svoj model atoma ne znajući za Boškovića. Boškovićeva “krasna teorija”, kako je on sam zove, uvela je ideju kvantizacije do koje je kasnije, iz posve drugih polazišta, došao utemeljitelj ideje kvanta i kvantne teorije njemački fizičar nobelovac Max Planck, a potvrdili su je Albert Einstein, Niels Bohr i drugi. Zato je engleski znanstvenik Henry Gill (1941.) kazao: “Bohrov model atoma izravni je nasljednik Boškovićeva zakona sila između čestica razmaknutih mikroskopskim udaljenostima… Gdje je Bošković posadio… drugi su požnjeli.”
Boškovića se može uvjetno nazvati pretečom ne samo kvantne teorije nego i teorije relativnosti. Duljina tijela koje se giba velikom brzinom, prema teoriji relativnosti, skraćuje se, a vrijeme se produljuje.
Do sličnih zaključaka došao je i Bošković. I on je dopustio mogućnost postojanja prostora koji bi imao četiri dimenzije što je opet jedan od važnih rezultata teorije relativnosti.
U vezi s nastankom prostora i vremena Bošković je blizu ideje koja je tek u 20. stoljeću nazvana idejom velikog praska (big bang). Sve ovo pokazuje da su Boškovićeve ideje u njegovo doba bile presmione i da još ni danas nisu sve ostvarene. U tome je znanstvena aktualnost Boškovića i u našem, a vjerojatno i u nadolazećem dobu.