Umetnost i nauka

Tajni jezik nauke

I deo

   Umetnost i nauka Ruđera Boškovića

Prošlo je nešto više od 250 godina od objavljivanja najznačajnijeg dela Ruđera Boškovića u kojem on pokušava da objasni strukturu Vasione. Koliko je delo “Teorija filozofije prirode, svedena na jedini zakon sila što postoji u prirodi” uticajno, pokazuju i njegove posledice – prosto je neodvojivo od današnjih shvatanja prirode, prostora, geometrije i strukture prirode i Kosmosa. Njegova astronomska zaostavština je nemerljiva i, možda, nedovoljno cenjena u nas:

• Kao metodu za pronalaženje skretanja svetlosnih zraka pri prolazu kroz razne sredine, preporučuje eksperimente sa dva teleskopa od kojih je jedan ispunjen vodom.

•   Ispitujući krivulju refrakcije, prvi određuje visinu troposfere

•   Iz tri opažanja Sunčevih pega određuje rotaciju Sunca i njegov promer

• Izvodi jednačinu šestog stepena za kretanje kometa, koju su kasnije prihvatili Olbers, Langrange, Opolcer i Wilkens.

• Zamišlja zvezde kao veća ili manja sunca. Njegova atomistika predvidela je zvezde sa vrlo gustom i vrlo razređenom materijom, divove i patuljke, koji su otkriveni tek u XX veku.

• Zvezdarnica u Breri blizu Milana, za koju je izradio planove, bila je najmodernija u to doba. Osnovao je praktičnu astronomiju, prvi ukazao na potrebu ispitivanja grešaka mernih instrumenata dajući i formulu za ispravke grešaka.

Ovde ćemo, međutim, upoznati jednu drugu stranu naučne crte Ruđera Boškovića – moć da kroz umetnički izraz iznese veoma progresivne naučne stavove.

Pored stotinak naučnih radova, Josip Ruđer Bošković se pročuo i kao pesnik. Uz veliko prevodilačko umeće, neprestano je ispoljavao i lirski talenat. Njegovo najznačajnije i najobimnije delo ima naslov De Solis ac Lunae defectibus, libri V, cum ejusdem auctoris adnotationibus. U prevodu, naziv bi bio Pomračenja Sunca i Meseca.

Ovaj spev Bošković je pisao veoma dugo. Nekoliko puta ga je dopunjavao i menjao, započevši ga 1735. a završivši tek 1760. godine u Londonu. Francuski prevod izašao je u Parizu 1779.godine, i odlikovala ga je dosta slobodnija forma u odnosu na originalnu verziju. Sama knjiga, imala je prilično veliku popularnost, a čini se da Bošković prvi put piše nešto za šta se može dati epitet „popularna nauka“. Iako nije imao neko naročito mišljenje o naučnom predznanju svojih čitalaca (pa je ponegde i preopširno objašnjavao pojedine pojave), Bošković na elegantan način kombinuje sebe kao pesnika i sebe kao astronoma, što u nekoliko navrata i direktno potvrđuje. Preporuku francuskom prevodu knjige dao je kraljevski francuski cenzor Laland, a u uvodnom delu, Bošković iznosi jedan kraći spev koji posvećuju francuskom kralju Luju XVI, gde kombinuje aktuelne naučne, ali i političke (!) prilike. Astronomski deo ovog znamenitog speva, započinje sa:

Zbog čega, ponekad, dok kroz vazduh blista
Zračni Titan i dok svetlost mu se čista
Rasipa posvud, po svemiru celom,
Lik mu taman bude, kao zastrt velom?
Zašto naglo tamna, tko nestrpljiva
Noć čak usred dana iznenada biva,
Ukrasivši Olimp sav sjajnim zvezdama?
Zašto Latonija po nebu nad nama
Dok radosno plaovi sada sakriveno
Lice krije, dok joj celo obliveno
Krvlju čelo bude? Uz pomoć kamena
Latijskih se laćam da ovih promena
I zbivanja prave uzroke razjasnim.

U prvim stihovima on iskazuje glavni predmet speva – pri potpunim pomračenjima Sunca obično se vide zvezde, dok, kada je Mesec pomračen, on ponekad toliko potamni da iščezne. U drugim slučajevima postaje krajnje crven. Kada se Sunce pomrači, njegove zrake zaustavlja Mesec i oduzima ih Zemlji. Pri pomračenjima Meseca, Zemlja je ta koja preseca zrake a Mesec ih gubi. S obzirom da je i jedna i druga pojava u vezi s Febom, Bošković se poziva na Sunce kao na vladara svega što se nalazi u tom sistemu.

Sl. 1. Josip Ruđer Bošković i naslovna strana njegove knjige o pomračenjima 

• Prvo pevanje je neka vrsta skaćene astronomije, a među onima iz Kraljevskog društva koji su se istakli u astronomiji zapažamo naročito Bredlija. Otkrivši nutaciju ose i aberaciju svetlosti, doveo je astronomiju do onog stanja savršenosti prema kojem iz dana u dan ova nauka stremi. U trećem pevanju videće se opširniji opis teleskopa i mikrometra. Najveće uvaženje su stekli Šortovi radovi. On se odlikovao ne samo po izradi dioptrijskih teleskopa, koji imaju stakleni objektiv, nego i katadioptrijskih sa metalnim ogledalima. On je takođe umeo da bude dobar astronom i jedan od uglednijih članova Društva.  Stari mikrometri, nazvani okularnim, sastavljani su od končića, od kojih je najmanje jedan pokretljiv pomoću zavrtnja, tako da svojim pokretanjem služe razlikovanju najmanjih predmeta, kao što reč mikrometar i pokazuje. U pravljenju ovog instrumenta, Englezi su prevazišli sve ostale narode, kao i svih onih instrumenata koji zahtevaju veliku jednakost u kretanju i veliku tačnost u podeocima urazanim u tuč.

• U drugom pevanju se govori o predviđanju prolaska Venere ispred Sunca 1761. godine koje je prvi istakao Halej. Isto tako, Bošković govori i o astronomskim časovnicima Grema, izvrsnog posmatrača, koji je ovu vrstu instrumenta doveo do savršenstva. Celo šesto pevanje raspravlja o svetlosti i bojama. U njemu je razvijena Njutnova teorija, veoma podesna za objašnjavanje zašto je Mesec pri pomračenju često crven. U ovom istom pevanju nailazi se na podelu nebeskih tela.

Po Boškoviću, nebeska tela se dele na nekretnice (zvezde stajačice) i pokretnice ( planete).

Nekretnice imaju vrlo živo i trepereću svetlost zbog malog prividnog prečnika, kojega i najslabije pare naizmnično zaklanjaju i otkrivaju. Nazivaju se nekretnicama zato što ne menjaju primetno svoje međusobne položaje. Nekada se verovalo da ih nikako ne menjaju, ali teleskopima su među njima otkrivena kretanja, zbog njihove udaljenosti veoma mala, ali koja su stvarno možda veoma velika. Smatraćemo i a ne postoje jer ih našim čulima možemo osetiti samo uz pomoć teleskopa. Dosad se verovalo da se njihova udaljenost nikako ne može izmeriti jer nemaju primetne paralakse, pa čak ni one koju bi terebalo proizvesti Zemljino godišnje kretanje. Međutim, veliki geometar i astronom XVIII veka Maskelajn čitao je 1760. godine u Londonskom astronoskom društvu jedan memoar o Sirijevoj (Sirijusovoj) paralaksi izvedenoj iz posmatranja sa Rta Dobre Nade od strane Lakaja. Zaključio je da prečnik Zemljine godišnje putanje odgovara na Siriju uglu od 15``. Na osnovu toga se dolazi do zaključka da je udaljenost Sirijusa 27502 puta veća od udaljenosti Zemlja-Sunce. Da bi ovaj zaključak učinio izvesnijim Meskelajn je predložio da se prilikom prolaza Venere obave njena osmatranja sa ostrva Sveta Jelena zato što je Sirijus veoma blizu svog zenita a taj položaj je najpovoljniji za posmatranje. Međutim, blizu našeg zenita ima dosta zvezda za koje se nikad ne nalazi ni najmanja rietna paralaksa.

Nekretnice imaju sopstvenu svetlost, kao Sunce. Zato se na njih gleda kao na isto toliko sunaca koja za nas gube sjaj samo zbog ogromne daljine. Svakako da bi se i Sunce smanjilo i nestalo od nas ako bismo se mogli udaljiti od njega do istog odstojanja. Ako bi se znao pravi odnos svetlosti neke nekretnice i Sunca, bilo bi lako odrediti na kojem odstojanju Sunce za nas ima sjaj nekretnice. Jer, govoreći jezikom geometra, svetlost je obrnuta kvadratu rastojanja – Hajgens i mnogi drugi posle njega, pokušali su da odrede ovaj odnos, ali Bošković smatra da su te metode sumnjive i ne želi da se detaljnije zadržava na njima. Svi ti naučnici (uključujući i Hajgensa) nastojali su da daljinu zvezda odrede pmoću svetlosti, ali samo retpostavljajući da je ona jednaka Sunčevoj, što je za Boškovića potpuno neizvesno. Jer, iako astronomi razlikuju zvezde prve, druge i treće veličine, ovo razlikvanje tiče se samo njihove prividne veličine koja zavisi od jačine svetlosti koja dejstvuje na oko. Veoma je verovatno da su nekretnice neke veće, a neke mane od Sunca i to bez ikakve veze sa veličinom rastojanja, što nije slučaj sa planetama. 

Bošković naglašava da se u tim modelima nekretnice postavljaju na „kraj vidljivoga sveta“, jer ako pod svetom podrazumevamo skup svih stvorenih stvari, tada se taj svet prostire beskonačno izvan zvezda koje vidimo. Bošković ističe da je prava ludost misliti da se dejstvo stvaralačke moći „vrhovnoga bića“ ograničava dokle naš vid dopire, ili čak i naša mašta. Ovaj svet koji vidimo izgledao bi nam ogroman, a da je ipak samo zrno peska u poređenju sa beskrajno večim svetom koji je stvorila „božanska moć“. Naravno, ovim tvrdnjama Ruđer Bošković jesno naglašava svoje teološke stavove koji su se provlačili kroz njegov naučni rad, što je i razumljivo ako se uzme u obzir istaknuta činjenica da je pripadao jezuitskom redu.

Sunce, mnogo bliže od nekretnica, ipak je veoma daleko od Zemlje. Ako je, kao što se veruje, naročito od Lakajevih posmatranja sa Rta Dobre Nade, paralaksa[1] ovog tela približno deset i po sekundi, daljina od Zemlje bila bi 19644 njenih poluprečnika[2]. Sunčev položaj u odnosu na zvezde toliko se menja da ono načini celi krug po nebu prolazeći ekliptikom, godišnjim kretanjem o kojem će se dalje govoriti. I planete menjaju mesta. Putanje Merkura i Venere bliže su Suncu od Zemljine, zato ih nazivamo donjim, a u odnosu na nas one imaju dve optičke konjunkcijesa Suncem – jednu danju, kada su između Zemlje i Sunca, a drugu gornju, kada su za nas iza Sunca. Ostale tri planete nazivaju se gornjim i nikada se ne mogu naći između Sunca i nas, jer su od njega više udaljene od Zemlje. Ali, kada se nalaze na istoj strani i na istom pravcu kao Zemlja u odnosu na Sunce, one su u opoziciji. Kada su sa druge strane Sunca a na istom pravcu kao ono u odnosu na nas, one su u konjunkciji. U ovom drugom slučaju one su mnogo dalje od nas nego u prvom slučaju. Naime, kad su u konjunkciji njih ne možemo videti jer su iznad vidika za vreme dana, istovremeno sa Suncem. Prilikom opozicije one su noću nad vidikom i malo joj smanjuju tamu. Venera i Jupiter su ponekad toliko sjajni da tela koja obasjavaju imaju prmetnu senku.
 Sl.2. Mapa Meseca sa podacima koji su nam dostupni modernim astronomskim posmatranjima

I komete se okreću oko Sunca, ali njihove putanje daleko od toga da su ograničene. Putanje planeta su skoro kružne, dok su putanje kometa prilično izdužene elipse. One su toliko izdužene da im je afel (najveća udaljenost od Sunca) nekoliko puta dalji od njihovog perihela (najmanjeg rastojanja). Zato se one u afelu ohlade prilično mnogo, da bi se u svojem perihelu zagrejale do zapaljivosti. Para koja se obrazuje prilikom približavanja Suncu obrazuje veliki rep, uvek okrenut na stranu suprotnu od samog Sunca. Bošković ovu pojavu naziva „dimljivim repom“ i smatra da se ona može pripisati samo isparenjima izazvanim toplotom. Komete se razlikuju jedna od druge po izgledu i mestu na kojem su. Okružene su jednom vrstom magle koju nazivamo njihovom kosom, kada izgleda podjednako raširena oko jezgra. Kada se ona izduži naziva se bradom ili repom, u odnosu na pravac pružanja. Tako je Bošković podelio komete na one sa velikom bradom, dugim repom i širokom kosom. Kosu vidimo kada je kometa veoma daleko od Sunčeve atmosfere, ili kada je skoro na istom pravcu kao Sunce i Zemlja. Komete nam pokazuje dugi rep kada se opušta prema Suncu, a bradu joj vidimo kada se penje pri udaljavanju.

Što se kretanja tiče, Bošković ističe u još jednom mesu u svojoj knjizi da ponekad izgleda kao da one idu pravim linijama i jednakom brzinom, što se događa kada su dalje od Sunca. Tada im putanja ima malu krivinu, što je učinilo da više astronoma poveruje da se one stvarno kreću u pravoj liniji ili po ogromnim krugovima, od kojih svi delovi mogu da se smatraju za prave linije. Polazeći od ove poslednje pretpostavke, Kazini je bio predvideo (dosta uspešno) kojim putanjama bi trebalo neke od njih da se kreću. Ali, ovu pretpostavku je osporilo veoma krivo kretanje primećeno kod nekh kometa blizu perihela. Ono na šta je Bošković ukazao u svojoj knjizi o pomračenjima je primenljivo na one koje se počinju pojavljivati prilikom spuštanja ka perihelu. One se tada pojavljuju sa repovima i kretanje im je u početku skoro pravolinijsko. Potom se povijaju, njihov dim i svetlost pojačavaju se dok najzad ne priđu toliko blizu Suncu, da sjaj dana ili sumraka sprečava da ih vidimo.

Apsolutna brzina kometa mnogo se menja, a još više se menja u odnosu na Zemlju, jer u odnosu na nju je čas ubrzano a čas usporeno. To im se događa više puta. U odnosu na Sunce one u samom perihelu menjaju svoje ubrzanje u retrogradaciju (retrogradno kretanje). Ponekad, u odnosu na Zemlju, njihovo kretanje postaje retrogradno umeso direktno kao što je bilo, ili obrnuto. Zbog svih ovih promena dugo su smatrana za slučajna isparenja. Ruđer Bošković još ističe da je to bio i glavni razlog što komete nisu sistematičnije posmatrane. Revolucija je u tom smislu otpočela sa Halejevim predviđanjem dolaska komete 1759. godine čiji je period 76 godina. Ta kometa je po njemu i dobila ime.

Mesec je telo koje je najbliže Zemlji i udaljeno je od nje svega 60 Zemljinih poluprečnika. Prividni prečnik Meseca je približno jednak prividnom prečniku Sunca. I jedan i drugi se menjaju sa promenom udaljenosti, tako da su nekada malo manji jedan od drugog, ali oni su samo malo veći od polovine stepena nebeske sfere.

Kretanje to čini da Titan izlazi
I opet se rađa, da noć mrkla slazi
Smenjujući dane, rosa plodonosna
Blaga, maslinove šume će, revnosna,
Prskanjem krepiti, udahniti vlagu
Žilama, vlaknima dati novu snagu,
Utiče da s’ naglo zgusnu pokrenuti
Sokovi. Kintija zbog njega izmuti
Mora nabujalu plimu: s jednog
Sada vodu diže, pa dizanje smesta
Suzbija, silom je diže i odvraća,
Potiskuje ka dnu i unutra je vraća.

Izlazak i zalazak Sunca, dakle neizmenično smenjivanje toplote i hladnoće, toliko potrebno rastinju, zavisi od dnevnog kretanja. Isto tako i plima i oseka (dizanje i spuštanje vode okeana) ostvaruju se pod uzajamnim položajima Sunca i Meseca. Ovde Bošković još ističe i činjenicu da se sve zvezde okreću oko polova, tako da je omogućeno Velikom i Malom Medvedu da pokazuju strane sveta na vidiku koje posebno označava severna zvezda koja se nalazi na repu Malog Medveda, i naziva se Kinosurom. Ona je samo malo udaljena od pola i shodno tome se veoma malo pomera a nikada ne zalazi. Druge zvezde koje su malo udaljenije, služe seljacima (naročito pastirima) da saznaju časove noći.

Sva nebeska tela (pa i nekretnice) imaju još jedno zajedničko kretanje – oko polova ekliptike. Ovo kretanje je toliko sporo, da po Boškoviću jedan krug ispuni za 25000 godina. Sunce se kreće po ekliptici koje se nalazi u sredini zodijaka (Bošković je koristio ovaj termin) i stari naučnici su smatrali da se od nje nikada ne udaljava. Međutim, Bošković ističe da se ono malo udaljava po teoriji opšte teže koja proizvodi mnoge aberacije u kretanjima planeta. Istina, ovo udaljavanje od ekliptike toliko je malo da se može smatrati da ne postoji. Ostale planete lutaju slobodnije iako nikada ne izlaze iz zodijaka kojem je širina određena njihovim najvećim udaljavanjima, a naročito Venere, koja sa jedne i druge strane iznosi devet stepeni (ukupno osamnaest). Ovaj prostor može se smatrati dosta uskim u odnosu na onaj od 180º koji se nalauzi između dva pola. Bošković ovde naznačava da plnete idu i vraćaju se, da bi okarakterisao njihovo direktno i retrogradno kretanje kada se posmatraju sa Zemlje.

Kretanje planeta, koja bi bila veoma pravilna za posmatrača sa Sunca, za nas su veoma nepravilna. Sa Sunca bi se videle kako se uvek kreću na istok i obilaze ne po krugnu nego po elipsi, odnosno po liniji obrazovanoj kada se kupa ili valjak preseku ukoso. Ako je ovaj presek malo nagnut, jedna od osa neće biti mnogo duža od one druge, pa će elipsa biti malo spljoštena u bokovima. Takve su putanje po kojima se planete kreću oko Sunca, koje se ne nalazi u središtu, već u jednoj od tačaka nazvanih žižama, a koje u malo stisnutim elipsama su i malo udaljene od središta. To je i prvi Keplerov zakon o kretanju planeta.

Isto tako, pominje i drugi i treći Keplerov zakon. Opet se dotiče kometske staze (putanje) za koju kaže da je izdužena skoro kao parabola koja ide u beskonačnost, ali da su te putanje zapravo elipse što utiče na to da se i komete podvrgavaju istim zakonima kao i planete. 

Preostaje zato da saznati treba
Uzrok. Budući da poprečnom hodaju
Stazom one zvezde što nebom lutaju
I kobna tela što pare proizvode,
Zbog toga povorci znakova dohode,
Sjajnih zvezdonosnih, sad sa leve strane,
A sada po desnoj lutaju nezvane
Menjajući stranu... 

Ovde Bošković navodi da se radi o čvorovima u kojima putanje planeta seku ekliptiku. Ovi čvorovi imaju veliki značaj za pomračenja; Mesec se nikada ne pomračuje sam po sebi, i ne može pomračiti Sunce sem ako nije blizu čvora. Merkur i Venera takođe ne mogu da se pojave na Suncu, sem ako su u svojim čvorovima ili sasvim blizu njih. To se dešava kada su u konjunkciji sa ovim nebeskim telom. Putanja svake planete i svake komete, dosad posmatrana, s obzirom da je nagnuta na ekliptiku, mora presecati njenu ravan i probijati je u dvema tačkama – pri tome, u jednoj prelazi sa južne polulopte na severnu, a u drugoj sa severne na južnu. To su one tačke koje se nazivaju čvorovima, prvi je ulazni a drugi silazni. Budući da ravan svake putanje (kako planeta tako i kometa) prolazi kroz Sunce, ovi čvorovi posmatrani sa Sunca moraju biti na dvema suprotnim stranama neba, jer se nalaze na pravoj liniji koja prolazi kroz Sunce koje je između njih. Vrlo vešto, pisac drži pažnju čitaocu, a kulminaciju dostiže na kraju petog pevanja gde kaže: 

Kad iz pogibelji tako osobito
Strašne izvukoh se, ponovo te sile
Udvostručene su opet obnovile
Nasrtaje besne na istraživača,
Mene, preteći da će njihova jača
Sila uplašit me i nazad vratiti,
Uzalud gnevi! Od pomame ću biti
Najsigurniji i pretnji ja pod vladom
Tvojom, predanim ću radom
A bistroga duha, zablude prezreti
Na koje neiđem. Više se ne sveti
Umorna priroda i shvatiti mora
Da je pobeđena, a bez prigovora.

Zanimljiv je i razlog zbog čega Ruđer nije ranije objavio ovo delo. Naime, u nekoliko navrata, žestoko kritikuje neka arhaična crkvena učenja, preispituje ulogu jezuita, kao i ulogu mitskih ličnosti. Vrhunac kritike je stih u kojem direktno naglašava da su mitski junaci „skloni ljudskim porocima“, što je za ono vreme bila sloboda koju nije svako sebi mogao priuštiti.

Zbog svega iznetog, nije čudno što su za Boškovića govorili da je „fizičar i matematičar u rokoko salonima“, da jezik nauke može da svede na jezik čoveka, da je „duh dvadesetog veka u odajama osamnaestog“. Neki filozofi nauke, pomalo u šali, pomalo u zbilji, pitali su se: „Da li je Bošković možda vanzemaljac, putnik kroz vreme ili samo neko ko je jednostavno išao ispred svog vremena?“


[1] Prema Boškoviću, paralaksa potiče od kosine vidnog pravca koji je nagnut na pravac od središta Zemlje prema zvezdi i sprečava nas da ovaj svedemo na mesto na koje bismo ga sveli kada bi se posmatralo iz središta Zemlje. Odatle sledi da je paralaksa utoliko veća ukoliko je zvezda udaljenija od zenita i bliža Zemlji. Paralaksa je neosetna za nekretnice, veoma je mala za planeta, ali je veoma bitna za Mesec.

[2] To bi značilo da je udaljenost Zemlja-Sunce oko 125 AU, za šta danas znamo da nije tačno i razlikuje se od 149,5 AU kolika je srednja vrednost rastojanja ustanovljena 1976. godine

 TAJNI JEZIK NAUKE - II DEO - LINIJE SPAJANJA RIČARDA FAJNMANA

 „Ako je on, kako vi kažete, najpametniji čovek na svetu – neka nam je Bog u pomoći!“
(Lusil, Fajnmanova majka, nakon što ga je magazin Omni proglasio za najpametnijeg čoveka na svetu).

Ričard Fajnman
Ako bi za nekog rekli da je bio Nobelovac, istaknuti fizičar, jedan od najvećih popularizatora nauke i tvorac brojnih naučnih teorija koje nisu bile usko vezane samo za jednu naučnu oblast, lakonski bi mogli izneti zaključak da se radi o jednoj velikoj ličnosti koja je zasigurno zadužila ljudski rod. Međutim, ako bi spisku prethodnih zanimanja dodali još i: pisac, slikar, molekularni biolog, svirač bonga, geolog i vrhunski rešavač drevnih misterija, predstava o pomenutoj ličnosti dobija nove dimenzije. Spisak interesovanja ne završava se ni ovde, već mu se dodaju naredne neverovatne stvari kao što su obijač sefova ili pak žongler. Veoma obrazovan lopov, ili možda maštar koji je samo želeo da otkriva tajne? Na primeru čuvenog američkog naučnika Ričarda Fajnmana, čovek bi mogao da potraži odgovor na pitanje - dokle idu krajnje granice ljudske imaginacije?


Razmatrati sve naučne domete koje je u svojoj bogatoj karijeri naučnika i profesora Univerziteta ostvario Ričard Fajnman (1918-1988.) bilo bi sasvim neprikladno na ovom mestu. Zašto? Jednostavno: njegove ideje i teorije zaslužuju pažnju koja bi nas odvojila od materijalnog sveta prilično dugo. Ukoliko bismo analizirali samo njegove ideje o kvantnoj fizici ili kvantnoj elektrodinamici, čitav forum morao bi biti poplavljen porukama o bogatstvu mogućnosti koje se u njoj pronalaze. A šta tek reći o nanotehnologiji, za koju današnja nauka, dvadesetak godina nakon Fajnmanove smrti, zan tek delić potencijala.

Ričard Fajnman je čitav život proveo kao slobodan naučnički duh. I nije zato čudno što se on obreo u ovom društvu umetnika koji su svoj pogled na prirodu i zakone koji je uređuju mogli iskazivati alternativnim putem, ne samo zamršenim jednačinama.

Prvo što treba da saznate o Fajnmanu – njegov krajnje neformalni način ophođenja. I neformalni način predavanja. Dakle, univerzalni tok razmišljanja. Jedan njegov student je pričao da, dok je ulazio u amfiteatar na Fajnmanovo predavanje, ovaj je lupkao veoma komplikovan ritam koji niko nije mogao da prati, a potom je kredu vrteo između prstiju poput najboljih kockara, koji na isti način vrte karte u ruci. Zarazni duh otkrića koji je Fajnman širio među ljudima svodio se na radost što svaki put čovek shvata koliko je još velikih problema preostalo, a da rešenja nema na vidiku. Svako od nas, po Fajnmanu, mora imati svoju laboratoriju u životu i u glavi, kao i odluku (prioritet) za svaki praktični problem. Ono što je vodilo Fajnmana u takvom načinu življenja, bile su linije. 

"Postoje dva tipa genija. Obični geniji rade velike stvari, ali vas ostavljaju u uverenju da i vi to možete samo ako dovoljno naporno radite. Ali tu su i mađioničari, i vi nemate pojma kako oni to rade. Fajnman je bio mađioničar".
(Hans Bete)

Fajnmanovi dijagrami

Ukoliko biste razgovarali sa teorijskim fizičarem, na pomen Fajnmanovog dijagrama, on bi odgovorio:
„Pa to je jedan od najfascinantnijih perturbativnih procesa u kvantnoj teoriji polja.“

Nuklearni fizičar bi vam odgovorio nešto poput:
„Da, da, to je teorijski način da pratimo transformaciju čestica!“

Šta bi tek odgovorio prosečan prolaznik?

Naravno, u samom Fajnmanovom stavu prema ovom problemu, može se naslutiti šta je bio njegov cilj – pojednostaviti predstavljanje ionako složenih procesa koji se dešavaju u prirodi. Tehnika Fajnmanovih dijagrama osobito je pogodna za kvalitativno opisivanje pojava u kvantnoj elektrodinamici, čiji je utemeljivač bio upravo naš glavni junak. Dijagrami u grafičkoj formi daju algoritam po kojem se u teoriji perturbacija (važna „kvaka“ u opisivanju realnih kvantnih sistema – nešto poput metoda koji pojednostavljuju šumu problema i parametara) izračunavaju amplitude verovatnoće nekog konkretnog procesa.

Linije na dijagramu predstavljaju kretanje čestice, dok su interakcije između njih predstavljene verteksima – to su tačke u kojima se linije u Fejnmanovim dijagramima spajaju. Gornji dijagram, na primer, pokazuje način na koji se emituje gama foton u procesu anihilacije para elektron-pozitron. Talasasta linija opisuje prostiranje fotona. Ona ovde spaja dva verteksa i čini tzv. Virtuelnu česticu. Svaki verteks se odlikuje nekom veličinom, koja se naziva konstanta interakcije (ili konstanta vezivanja). Što je slabija ta konstanta, i odgovarajuća interakcija je slabija.

Majica po Fajnmanu


... i markica po Fajnmanu


Zašto je sve ovo toliko spektakularno?

Interakcije čestica, dugo su smatrane za veoma teško opisive pojave. Da ne govorimo o predstavljanju osobina koje imaju elementarne čestice. Dijagrami nastali igrom Fajnmanovog uma sa linijama, omogućavaju da se u isto vreme opišu kretanja kako čestice (elektron), tako i antičestice (pozitron). Pri tome je pozitron interpretiran kao elektron koji se kreće unazad u vremenu! Zapravo, jedna najlogičnija i prilično jednostavno nacrtana predstava tačaka i linija, objašnjava pravu prednost kvantnih polja. Može se reći da je Fajnman „razgolitio“ sve složene modele u fizici, i ubrzao razvoj verovatno njene najfundamentalnije teorije – kvantne teorije polja. Ona je ta koja izučava procese stvaranja i nestajanja elementarnih čestica. Pogled u takve strukture pogled je u prošlost i budućnost svega što nas okružuje.

Umetnik Fajnman

Opčinjen magijom linija, Fajnman paralelno sa naučnim izražava i svoj umetnički stav. Izrazita je težnja ovog genija da u svojim delima, kako naučnim tako i slikarskim, ogoli predmet svog posmatranja do najsitnijih detalja. Ričard Fajnman je veliki teoretičar sa izrazitim smislom za praktičnu potrebu onog što proučava! Njegovi roditelji, beloruski iseljenici, pružili su mu veoma rano dodir sa naučnim problemima – otac je bio proizvođač uniformi i svake večeri je mladom Ričardu čitao poneki odlomak iz Britanike1. Strast da zaviri iza „debelih kaputa stvarnosti“ najizraženija je u toj Fajnmanovoj nekonformističkoj crti življenja i stvaranja. Otuda i prvobitna umetnička dela, koja su uglavnom predstavljala aktove u crno-beloj tehnici. Kasnije je prešao na portrete, a imao je često običaj da radi portrete nekih od najvećih fizičara tog vremena, poput Hansa Betea ili Pola Diraka. Pseudonim kojim je Fajnman potpisivao svoja umetnička dela bio je „OFEY“. Studenti kojima je predavao, pričali su da je neretko crtao linije u pauzama između predavanja. Sam Fajnman je pak isticao da je čitav život proučavo svetlost i njegove linije, te da oseća život svake krive koju nanosi na belom papiru ili platnu.
Catty McAlpine Myers


Female posing (1968. godina)
  Rad iz 1985. godine "Equations and Sketches"
Fajnman brani slobodu. Iako je često bio i previše samouveren u neke svoje ideje, pa čak išao i do granice tolerancije, Fajnman je izraziti stvaralac koji stvaralački žar prebacuje u ruke onih koji su mu najbliži. Pri tome, sloboda mišljenja, kao i njegova nekonvencionalna struktura, prioriteti su u takvom stilu stvaranja. Čuvena je i priča sa počtka 80-ih, kada su lokalne vlasti pokušale da zatvore jedan toples bar. Fajnman je, na zaprepašćenje svih, svedočio u korist tog toples bara pod obrazloženjem da mu „daje kreativnu kapislu i pomaže u naučnom radu!“ Nepotrebno je onda objašnjavati entuzijazam sa kojim je Fajnman svirao tradicionalni kubanski instrument bongo.
Fajnman izvodi bravure na bongu

Muzika je u njegovom životu zauzimala posebno mesto, a alat kojim je mogao da zamišlja predivne ljudske siluete kako plešu salsu ili bolero činio ga je beskrajno ispunjenim. Linije spajanja i ovom primeru? Da li je moguće? Moguće je! Bongo čine dva bubnja, nejednakih veličina koji su međusobno spojeni. Ako vas pomalo podssećaju na dijagram koji ste videli gore, potpuno ste u pravu!  Strast za sagledavanjem svega što je prividno skriveno, manifestovana je u još jednom neobičnom Fajnmanovom hobiju – dešifrovanju.

Nakon što je veoma uspešno poobijao skoro sve sefove u vojnoj bazi tokom projekta „Menhetn“, Fajnman se okrenuo dešifrovanju hijeroglifa drevnog naroda – Maja. Sistem pisanja Maja arheolozi smatraju najsavršenijem sistemom ikada razvijenim na području Mezoamerike. Maje su pisale koristeći 800 individualnih znakova ili glifova, uparenih u stupce koje se čitaju zajedno s leva na desno od vrha ka dnu. 

Glifovi predstavljaju reči ili slogove koji mogu da se kombinuju u bilo koju reč ili koncept. Pisanja Maja nisu jednostavna za prevođenje iz više razloga. Prvo, glifovi ne predstavljaju samo zvukove ili ideje, oni mogu da predstavljajui jedno i drugo, tako da nije lako znati na koji način bi svaki glif trebao da se pročita. Pored toga, mnogi Maja glifovi mogu da imaju više od jednog značenja, pojedini glifovi predstavljaju više od jednog fonetičkog zvuka, dok u isto vreme predstavljaju i ideju. To znači da svaka ideja može biti pisana na više različitih načina. Dešifrovanje tekstova Maja je postalo lakše uz pomoć kompjutera, crteža i znanja akumuliranog kroz vekove naučnih istraživanja. Hijeroglifi Maja nisu potpuno dešifrovani i još uvek mogu biti samo objašnjeni umesto pročitani. Do danas, dešifrovano je približno 85 % poznatih hijeroglifa.

Kada je jednog leta poželeo da malo odmori od fizike i rada na čuvenom univerzitetu Kalteh, Fajnman je otplovio u nešto drugačije vode. Odmah nakon revolucinarnog otkrića DNK spirale od strane Votsona i Krika, poželeo je da se upusti u avanturu sa „linijama“ lanca gena koji se nalazi u svim živim bićima. Počeo je da vrši istraživanja sa bakteriofagima (virusi koji sadrže DNK i napadaju bakterije). Upustio se u prilično hrabru borbu sa ispitivanjem problema mutacija. Iako je bio veoma uspešan u tom polju, nije izdržao više od nekoliko meseci i vratio se svojoj najvećoj ljubavi - fizici. Međutim, prvo što je počeo da proučava nakon tog kratkog odsustva bili su ni manje, ni više do talasi elektrona!

Šahovska tabla po Fajnmanu

Mogućnost da problem predstavi prepoznatljivim, dala je Fajnmanu ideju za još jednu genijalnu bravuru – model koji je objašnjavao prostor-vremensko kretanje čestice sa polucelim spinom.

U teoriji relativiteta ovaj model je veoma cenjen jer predstavlja način za iskazivanje rešenja Dirakove jednačine po diskretnim sumama u (1+1) dimenzionalnom prostor-vremenu. Prevod ove rečenice na jednostavniji jezik sveo bi se na: „Povežimo osobine kretanja čestice (spin/kiralnost) sa osobinama prostora u kojem se kreću. Dobićemo nekakve kvantne sume koje će nam mnogo značiti!“ Definisanjem ovog modela, Fajnman je praktično dao odličan razlog za usavršavanje teorije stringova (struna) – teorije izgrađene na postulatu da su sve elementarne komponente prirode tanka jednodimenzionalna vlakna nazvana „strune“.

Analogiju prirode sa šahom, Fajnman je dao i u jednom svom intervjuu rekavši da čovek može zamisliti da neko igra partiju šaha na velikoj tabli koju posmatramo, ali čije zakone tek pokušavamo da shvatimo. Kada dođemo do momenta u kojem prepoznamo način kretanja pojedine figure, započinjemo drugi proces – shvatanje njenog značenja. 
Slavni grafičar Escher je u svojim delima kao glavni motiv isticao povezanost prostora i vremena naglašavajući efekte koji se u toj spregi mogu javiti (zakrivljenost, simetrija i druge)

Ulazeći u dubinu shvatanja linija koje manifestuju pojave što pred nama obigravaju svakog trenutka, ulazimo  u čudestan svet lepote nepoznatog i neotkrivenog.

2 comments:

  1. Bravo za Rudjera, nisam znao da je toliki pesnik! I za autora teksta jedno ura!

    ReplyDelete
  2. Одлична прича о Бошковићу, која оставља простора да се можда у наставку, аутор овог занимљивог блога позабави темом Бошковићеве криве. Питање описа међудејства пара честица кроз одређен облик криве је интересантна тема у савременој науци, из које можда можемо показати да је Бошковић још много пре Штаудингера наговештавао могуће постојање макромолекула као спиралних низова атома. Али не само то, него и много више детаља који нам говоре да је Руђер Бошковић велики научник који је заиста корачао доста испред свог времена.

    ReplyDelete