Neil deGrasse Tyson: Početak nauke

Dok prirodna selekcija usmerava Darvinovu evoluciju, rast ljudske kulture je uglavnom lamarkijanski, gde nove generacije ljudi nasleđuju stečena otkrića prošlih generacija, dozvoljavajući time da se uvid u kosmos bezgranično nagomilava.

Uspeh poznatih zakona fizike u tumačenju sveta oko nas je uporno rađao sigurnost i šepureći stav prema stanju ljudskog znanja, posebno kada su rupe u našem poznavanju objekata i pojava izgledale male i nebitne. Nobelovi laureati i ostali uvaženi naučnici nisu imuni na ovakav stav i u nekim slučajevima su davali posebno sramotne objave o kraju nauke.

Slavna objava kraja nauke stigla je 1894. godine tokom govora budućeg nobelovca Alberta A. Majkelsona (Albert A. Michelson), prilikom otvaranja Fizičke laboratorije Rijerson (Ryerson Physics Lab) na univerzitetu u Čikagu.

Važniji osnovni zakoni i činjenice fizike su otkriveni i sada su tako čvrsto ustanovljeni da je mogućnost njihove zamene zbog novih otkrića izuzetno mala … Buduća otkrića se moraju tražiti u šestim decimalama.

Jedan od najbriljantnijih astronoma svoga vremena, Sajmon Njukomb (Simon Newcomb), koji je bio i suosnivač Američkog astronomskog društva, delio je Majkelsonovo viđenje 1888. godine kada je primetio Verovatno se bližimo granici svega što možemo znati o astronomiji. Čak i veliki fizičar lord Kelvin, po kome je skala apsolutnih temperatura dobila ime, 1900. godine je postao žrtva sopstvene tvrdnje U fizici nema ničega novog da se otkrije. Sve što preostaje su preciznija merenja. Ovi su komentari izrečeni u vreme kada je etar još uvek bio medijum u kome se svetlost širila kroz prostor i kada je mala razlika između uočene i predviđene putanje Merkura bila stvarna i nerešena. Ovi nerešeni problemi su tada shvaćeni kao sitni, za čije je rešavanje verovatno potrebno minimalno podešavanje poznatih zakona fizike.

Srećom je Maks Plank (Max Planck), jedan od osnivača kvantne mehanike, bio predostrožniji od svojih mentora. U svojim lekcijama iz 1924. godine on se seća saveta koji je dobio 1874, kada je počinjao studije fizike.

Kada sam počinjao studije fizike i zatražio savet svog poštovanog učitelja Filipa fon Džolija (Philipp von Jolly )… on mi je opisao fiziku kao veoma razvijenu, skoro potpuno zrelu nauku … Moguće je da ovde ili onde, u nekom ćošku, još postoji malo prašine ili mali mehur koga treba izučiti i klasifikovati, ali je sistem u celini bio stabilan, dok se teorijska fizika jasno bližila nivou savršenstva koji je, recimo, geometrija već stolećima imala.

Na početku ni Plank nije imao razloga da sumnja u reči svog učitelja. No kada naše klasično razumevanje načina na koji materija izračuje energiju više nije moglo da se pomiri sa eksperimentom, Plank je 1900. godine postao nevoljni revolucionar sugerišući postojanje kvanta, nedeljive jedinice energije koja je nagovestila doba nove fizike. Sledećih trideset godina on će svedočiti o otkrićima specijalne i opšte teorije relativnosti, kvantne mehanike i svemira koji se širi.

Uz sve ove kratkovide prethodnike pomislili biste da bi sjajni i plodni fizičar Ričard Fejnman (Richard Feynman) trebalo da je umeo bolje. U svojoj knjizi iz 1965. godine Karakter fizičkih zakona on objavljuje:

Imamo puno sreće jer živimo u vremenu kada još uvek stvaramo otkrića … Doba u kome živimo je doba u kome otkrivamo onovne zakone prirode, a taj dan više nikada neće doći. Veoma je uzbudljivo, čudesno, ali ovo uzbuđenje će morati da nestane.

Nemam nikakvu ideju o tome kada će doći kraj nauke, ili gde bi kraj mogao biti, ili da li kraj postoji. Ono što znam jeste da je naša vrsta gluplja nego što smo inače spremni da sebi priznamo. To ograničenje naših mentalnih sposobnosti, a ne obabezno same nauke, uverava me da smo tek počeli da shvatamo kosmos.

Pretpostavimo, za trenutak, da su ljudska bića najpametnija vrsta na Zemlji. Ako, za potrebe rasprave, opišemo pamet kao sposobnost vrste da se bavi apstraktnom matematikom, onda bi se dalje moglo pretpostaviti da su ljudska bića i jedina pametna vrsta koja je do sada živela.

Kakve su šanse da je ova, prva i jedina pametna vrsta u istoriji života na Zemlji, dovoljno pametna da u potpunosti shvati kako radi kosmos? Šimpanze su od nas evoluciono udaljene za debljinu dlake pa ipak mislim da se možemo složiti da šimpanza nikada neće razumeti trigonometriju, pod bilo čijim starateljstvom. Sada zamislimo vrstu na Zemlji, ili negde drugde, koja je u odnosu na nas pametna koliko i mi u odnosu na šimpanze. Koliko bi kosmosa oni mogli da razumeju?

 Šimpanza u svemiru!

Ljubitelji igre iks-oks znaju da su pravila igre dovoljno jednostavna tako da je moguće pobediti ili remizirati svaku igru – ako znate pravilne prve poteze. Pravila šaha su takođe jednostavna i čista, ali tokom partije izazov previđanja sledećih poteza protivnika eksponencijalno raste. Stoga odrasle – čak i one pametne i talentovane – igra izaziva i oni je igraju kao da je njen kraj neka teška misterija.

Setimo se Isaka Njutna koji je na čelu moje liste najpametnijih ljudi do sada. (U ovome nisam usamljen. Reči urezane u njegovu bistu u koledžu Triniti u Engleskoj, tvrde Qui genus humanum ingenio superavit, u slobodnom prevodu sa latinskog od svih ljudi nema većeg uma.) Šta je Njutn zaključio o stanju svog znanja?

Ne znam kako izgledam drugima; ali sebi ličim na dečaka koji se igra na obali mora, zabavljen nalaženjem glatkijeg kamena ili lepše školjke, dok se preda mnom prostire veliki neotkriveni okean istine.

Šahovska tabla koja jeste naš kosmos otkrila nam je neka od svojih pravila, ali se veći deo svemira i dalje ponaša misteriozno – kao da postoje tajna, skrivena pravila kojima se pokorava. Ta pravila su ona kojih nema u pravilnicima koje smo do sada napisali.

Razlika između znanja o objektima i pojavama, koji rade unutar parametara poznatih zakona fizike i znanja o samim zakonima fizike, suština je svakog shvatanja da bi nauka mogla stići do kraja. Otkriće života na planeti Mars, ili ispod plutajućih slojeva leda na Jupiterovom mesecu Evropa, mogli bi da budu najveća dosadašnja otkrića bilo koje vrste. Ipak, možemo se kladiti da će fizika i hemija njihovih atoma biti ista kao što je fizika i hemija atoma na Zemlji. Nema potrebe za novim zakonima.

 Fundamentalni zakoni termodinamike

Ali zavirimo u par nerešenih problema iz utrobe moderne astrofizike suočićemo se sa širinom i dubinom našeg savremenog neznanja, čija rešenja, koliko znamo, čekaju otkriće potpuno novih grana fizike.

Dok je naše poverenje u veliki prasak kao opis početka kosmosa veoma veliko, možemo samo da nagađamo šta se nalazi iza kosmičkog horizonta, 13 milijardi svetlosnih godina daleko od nas. Možemo samo da pretpostavljamo šta se događalo pre velikog praska ili zašto je uopšte do velikog praska došlo. Neka predviđanja, iz igranica kvantne mehanike, dozvoljavaju da je naš šireći svemir samo jedan poremećaj u primordijalnoj prostorvremenskoj peni, uz bezbrojne druge poremećaje koji stvaraju bezbrojne druge svemire.

Kada pokušamo da nateramo naše računare da naprave stotine milijardi galaksija, ubrzo nakon velikog praska imamo problem da uporedo uklopimo osmotrene podatke iz ranih i kasnijih vremena svemira. Povezani opis oblikovanja i evolucije velike strukture svemira nastavlja da nam izmiče. Izgleda da nam nedostaju važni delovi slagalice.

 Nedostajući deo slagalice

Njutnovi zakoni kretanja i gravitacije su izgledali čvrsto stotinama godina, sve dok nisu morali da budu zamenjeni Ajnštajnovim teorijama kretanja i gravitacije – teorijama relativiteta. Relativnost je sada vrhovni vladar. Kvantna mehanika, opis atomskog i nuklearnog kosmosa, takođe je vrhovni vladar, izuzev što je, koliko razumemo, nepomirljiva sa Ajnštajnovom teorijom gravitacije. Svaka previđa različite pojave iz svoje oblasti koje mogu da se preklapaju. Nešto mora da popusti. Ili postoji nedostajući deo Ajnštajnove gravitacije koji omogućava prihvatanje načela kvantne mehanike, ili postoji nedostajući deo kvantne mehanike koji joj omogućava da prihvati Ajnštajnovu gravitaciju.

Moguće je da postoji i treća mogućnost: potreba za većom, uključujućom teorijom koja bi obe zamenila. Zaista, teorija struna je stvorena i pozvana da upravo to i učini. Ona pokušava da svede postojanje materije, energije i njihova međudejstva na jednostavno postojanje višedimenzionih vibrirajućih struna energije. Različiti oblici vibracija bi se razoktrili u našim sićušnim dimenzijama prostora i vremena kao različite čestice i sile. Iako teorija struna ima svoje sledbenike više od dvadeset godina, njene tvrdnje ostaju da leže van naših trenutnih eksperimentalnih mogućnosti povrde njenih formalizama. Skepticizma je puno, ali ima dosta i nade.

Oblici životaJoš uvek ne znamo kakve su sile omogućile neživoj materiji da stvore život kakav poznajemo. Postoji li neki mehanizam ili zakon hemijske samoorganizacije koga nismo svesni, pošto nemamo sa čime da uporedimo našu zemaljsku biologiju, te stoga ne možemo da otkrijemo šta je suštinsko a šta nevažno u oblikovanju života?

Znamo još od prvobitnh radova Edvina Habla (Edwin Hubble) iz 1920-tih da se naš svemir širi, ali smo tek skoro saznali da takođe i ubrzava, zbog nekog antigravitacionog pritiska zvanog tamna energija, za čije razumevanje nemamo nikakvu smislenu teoriju.

A na kraju krajeva, bez obzira koliko smo sigurni u naša osmatranja, naše eksperimente, naše podatke ili naše teorije, moramo otići kući svesni da devedeset procenata gravitacije u kosmosu potiče iz nepoznatog, misterioznog izvora. Izvor ostaje u potpunosti neprimećen svim sredstvima koje smo do sada osmislili da bismo osmatrali svemir. Koliko možemo da primetimo, to nije sastavljeno od običnih stvari kakvi su elektroni, protoni i neutroni, niti od bilo kakvog oblika materije ili energije koji sa njima interaguju. Ovu uvredljivu supstancu zovemo tamna materija, koja ostaje najveća enigma modernih vremena.

Da li išta od ovoga zvuči kao kraj nauke? Da li išta od ovoga zvuči kao da konstolišemo situaciju? Da li išta od ovoga zvuči kao da je vreme da se potapšemo po ramenima? Što se mene tiče, sve ovo zvuči kao da smo svi glupi, bespomoćni idioti, ništa drugačiji od našeg ljupkog rođaka šimpanze dok pokušava da nauči Pitagorinu teoremu.

 Pitagorina teorema

Možda sam suviše oštar prema Homo sapiensu, možda je analogija sa šimpanzom otišla predaleko. Možda nije pitanje koliko su pametne pojedine jedinke vrste, već koliko je pametna zajednička umna snaga cele vrste. Kod ljudi se otkrića do kojih neki dođu rutinski šire sa drugima kroz konferencije, knjige, ostale medije i naravno Internet. Dok prirodna selekcija usmerava Darvinovu evoluciju, rast ljudske kulture je uglavnom lamarkijanski, gde nove generacije ljudi nasleđuju stečena otkrića prošlih generacija, dozvoljavajući time da se uvid u kosmos bezgranično nagomilava.

Svako naučno otkriće stoga dodaje prečagu stepenicama znanja čiji kraj nije na vidiku, pošto stepenice gradimo dok se njima penjemo. Koliko mogu da vidim, dokle god gradimo i penjemo se ovim stepenicama, zauvek ćemo otkrivati tajne kosmosa – jednu po jednu.

Autor: Neil deGrasse Tyson. Objavljeno u Natural History Magazine, mart 2001. Preuzeto sa sajta autora. Prevod: Miloš Babović.

Ovaj prilog je objavljen u kategoriji Nauka i označen kao , , . Overite permalink.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

CAPTCHA ImageChange Image

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.