novi broj

 


www.politikin-zabavnik.rs











svet kompjutera

viva baner

ilustrovana politika



 

Задаци за 21. век

Шта знам?

Крај 19. и почетак 20. века било је време изванредних достигнућа и општег полета. Очекивало се да наступајући век донесе мир, још већи напредак и благостање – да буде доба знања и извесности. Међутим, после два крвава светска рата, окончао се неизвесношћу и сумњом...

Додо у очима уметника
Задужио човечанство - Никола Тесла

Que sais-je?
Монтењ


Чувени физичар и председник британског Краљевског друштва лорд Келвин обратио се у априлу 1900. године угледним колегама истакавши лепоту и јасноћу Њутнове динамичке теорије која је, проширена на топлоту и светлост, обухватила целу физику. У суштини, истакао је Келвин, све што је могло да се сазна, већ је познато. Зато је председник самоуверено гледао у будућност човечанства и науке. Њутнову теорију кретања потврдили су многи огледи. Она је објаснила све, од орбита планета до појава плиме, падања јабука или путања пројектила. Још више, током протеклих деценија Џејмс Максвел поставио је коначну теорију светлости. Изгледало је да Њутнова и Максвелова теорија могу да објасне сваку појаву у физичком свету.


Време узлета и заблуда

И поред отуђења човека које је донела индустријска револуција, 1900. година била је година велике стабилности и поверења. Назирали су се нови успеси у науци, значајна достигнућа у технологији, инжењерству, економији и побољшање међународних односа. Велики мислиоци, проналазачи, научници и уметници били су покретачи нових замисли и проналазака који ће променити свет. Поменимо Макса Планка, Анрија Поенкареа, Томаса Едисона, Гуљелма Марконија, Николу Теслу, браћу Рајт, Бертранда Расела, Пола Сезана, Пабла Пикаса, Марсела Пруста, Сигмунда Фројда, Хенрија Форда, Хермана Холерита... Било је то доба када је откривена минојска култура и када су САД дале златну подлогу свом новцу.
Марија Кири је открила радијум, а Џ. Џ. Томсон електрон. Фон Линде је претворио ваздух у течност, откривен је аспирин. Едисонов витаскоп и магнетско снимање тона наговестили су еру звучног филма. Захваљујући Тесли наизменична струја стигла је од Нијагаре до Бафала. Гроф фон Цепелин саградио је ваздушну лађу, отворен је париски метро, а Лондон добио први моторни аутобус. До 1902. године пренос података телефоном и телеграфом већ је добро успостављен, пренети су први теле-фото снимци. Да ли је било шта могло да се испречи на путу још већег уверења у блиставу будућност света?
Сви ти успеси пробудили су наду у боље социјалне услове и квалитет живота. Бескућништво ће постати прошлост, а ако људи остану без посла, помоћи ће им држава благостања. Краљица Викторија, која је владала од 1837. године, још је била на трону. Назвали су је „бака Европе” пошто су њени унуци постали део свих европских монархија, укључујући и руску, део једне међународне породице на чијем се челу налазила енглеска краљица. Зато се веровало да у Европи више неће бити ратова. У мају 1899. године, на подстрек министра спољних послова руског цара Николаја ИИ, у Хагу су се окупили министри из 26 земаља на првој мировној конференцији у свету.
Установљен је Међународни суд који ће да пресуђује у споровима између нација. Конференција је забранила отровне гасове, дум-дум метке и бацање бомби из балона. Ратови и међународни сукоби биће ствар прошлости. Свет ће се кретати ка новом златном добу у коме ће наука и технологија бити у служби човека и мира.
Међутим, иронично је што су већ 1900. године почеле да се рађају прве клице које ће касније коренито променити свет на непредвидиве начине. Ко су били главни „кривци” за овај велики преокрет? Макс Планк је објавио први рад о квантима, а млади Алберт Ајнштајн је дипломирао на Циришкој политехничкој школи. Годину дана касније родио се Вернер Хајзенберг. Заједно с Нилсом Бором они ће бити носиоци велике револуције у науци. Поменимо и Анрија Поенкареа. Покушавајући да Њутновом механиком одреди путање кретања три и више небеских тела која су под међусобним гравитационим утицајем, ударио је темеље теорији хаоса (појавиће се пола века касније).


Од аутомобила до атома

Додо у очима уметника
Лорд Келвин - велики научник, још већа заблуда


Сигмунд Фројд је објавио дело „Тумачење снова” које је било сушта супротност викторијанским делима. Фројд је доказивао да су наши снови „краљевски пут ка несвесном”, а да су будна стања често последица ирационалности несвесног. У несвесном се крила снага за људско насиље и ирационалност који ће се исказати пуном снагом више пута током 20. века. Крајем 19. века Персивол Ловел утрошио је властити новац на изградњу опсерваторије у Аризони с којом је желео да проучава Марс. Надахнут овим чином, Х. Џ. Велс је објавио „Рат светова” и описао страдање људске цивилизације. Опет иронично, стварна могућност истребљења људске расе није потицала од малих зелених с Марса, већ од оружја за масовно уништење које ће направити сам човек. Године 1904. изграђен је велики телескоп на Маунт Вилсону, а Едвин Хабл ће овим уређајем открити да је васиона много већа него што се мислило и да се непрестано шири. Тих година млади филозоф Бертранд Расел одлучио је да даљи научни живот посвети открићу извесности у математици и филозофији. Касније ће Курт Гедел доказати да је тај свети грал математике немогуће пронаћи. Марсел Пруст и Џејмс Џојс донели су промене у књижевност. Исте године Пикасо је имао прву изложбу, а затим одлази у Париз – што ће оставити дубок траг на уметност 20. века. Радови Пола Сезана увели су револуцију у сликарство нудећи још један вид сумње – у извесност онога што видимо. Претходне године Хенри Форд је основао „Detroit Motor Company”, која ће производити чувени модел „Т”, аутомобил који ће променити америчко друштво. Фордово откриће покретне траке омогућило је велику производњу аутомобила који ће постати приступачни широком броју људи. Када је млади Хенри напустио фарму свог оца, само четвртина Американаца живела је у граду, а када је умро, више од половине. Те 1900. године било је свега 8000 аутомобила у САД (данас их има око сто милиона) и 150 миља добрих путева.
Неколико година раније, 1896, Херман Холерит је основао „Tabulating Machine Company” и убрзао обраду података помоћу бушених картица. Године 1911. име предузећа промењено је у „International Business Machines” (IBM). Прва електронска вакуумска цев направљена је 1904. године, тако да су већ тада створени први предуслови за будућу рачунарску револуцију. Исте године Бекерел је открио радиоактивност. Неколико деценија касније Ото Хан открива да атом уранијума може да се поцепа. Био је то почетак атомског доба и опасности од потпуног уништења целокупног живота на Земљи.


Од извесности до неизвесности

Када је у априлу 1900. лорд Келвин изјавио да „нема ништа ново да се открије у физици”, напоменуо је да на хоризонту ипак постоје „два мала облака”. Један се тицао брзине светлости, а други је био у вези са зрачењем топлих тела. Класична физика је предвидела да би топла тела требало да одашиљу много више енергије, што није био случај. Питање брзине светлости разрешио је Ајнштајн својим револуционарним теоријама релативности и напуштањем уобичајеног поимања простора и времена. Планк је покушао да реши другу тешкоћу.
У децембру 1900. године Макс Планк је обавестио Физичко друштво у Берлину да је открио нову константу – h (однос између енергије и учестаности најмањег пакетића зрачења, кванта). „Планкова константа” је сићушна, само 6,6 10-34 Ј с, али ће њено постојање из корена ишчупати целокупно здање класичне физике – створивши моћну квантну теорију. Пре него што се окончао двадесети век, h ће се користити за објашњавање различитих појава, од грађе атома, хемијских процеса, самог живота, до порекла васионе. Келвинови „мали облаци” заправо су доносили буру.
Планк је дошао до једначине која ће тачно описати резултате огледа – спектар зрачења – само ако је у њој била и непозната константа h. Питао се зашто. Изгледало је да атоми топле материје могу да имају само одређене енергије и учестаности зрачења, што је било сасвим неочекивано. Јер, сматрало се да атомске честице могу да буду као чигра која може да се врти свим брзинама без ограничења. То би било слично као да аутомобили могу да се крећу само неким брзинама које су, на пример, умножак десет обртаја у секунди. Али, како онда аутомобил прелази с једне брзине на другу а да се не креће и брзинама које су између? У почетку је и сам Планк био сумњичав у свој проналазак, не схватајући стварни значај открића до кога је дошао. Четири године касније Ајнштајн је начинио пробој искористивши кванте да објасни природу светлости (фотоелектрични ефекат).
Прошле су две деценије пре него што је Нилс Бор открио да сви наши описи физичког света обухватају две комплементарне особине: положај и импулс (производ масе и брзине кретања тела). Потом је његов студент Вернер Хајзенберг показао да је у квантном свету способност да их одређујемо заувек ограничена делићима неодређености х величине! Његов „принцип неодређености” доказује да што тачније меримо једну особину квантног објекта, то је све већа неодређеност друге, комплементарне особине. Што тачније меримо положај честице, истовремено мерење импулса биће неодређеније и обрнуто. Запањујуће сазнање било је да узрок свега не лежи у несавршености мерних инструмената или огледа, већ у самој природи квантног света. То је значило да формулама заправо не можемо да предвиђамо будућност нити испитујемо прошлост неке честице, јер нисмо у могућности да имамо тачне почетне податке. Као мокар сапун, неодређеност нам увек исклизне из руке. Тиме је доведен у питање један од основних постулата не само класичне физике већ и дотадашње науке – детерминизам. Пре тога, природа нам је изгледала врло сложено, али била је потпуно одредљива. Сасвим другу слику природе донело је Хајзенбергово начело неодређености.


Невероватно, али истинито

Додо у очима уметника
Марка с ликом Вернера Хајзенберга - творца начела неодређености


Квантна механика такође предвиђа да пре него што се неки квантни систем посматра, он се налази у суперпозицији свих могућих стања. На хиљаде огледа је показало да атоми и друге сићушне честице заиста постоје у више стања. Тек посматрање или додир с околином даје честици одређена својства. По „Копенхагенској школи” ништа није стварно док није мерено, посматрано. Осим тога, извођач огледа на неком електрону мора пре огледа да одлучи не само коју његову особину жели да посматра, него и да се определи да ли ће електрон бити талас или честица. То је наметнуло питања шта су заправо атомске честице и шта је уопште физичка стварност. Архитекте квантне механике жртвовали су објективну реалност, што је било предмет највећих научних расправа у 20. веку, а извесно је да ће се оне наставити и у 21. веку. Чињеница да је човек у стању да доведе у постојање неку од особина електрона довела је неке теоретичаре до закључка да, када је у питању цела васиона, мора да постоји неки апсолутни посматрач. Он доводи читав свет у постојање – нека је апсолутна интелигенција, Бог. У прилог оваквом тумачењу васионе иду необјашњиве вредности неких природних константи које као да су баш тако смишљене да би омогућиле наш живот. Или је у питању нека врста еволуције васионе? Ако вам ово изгледа чудно, уврнуто, шта рећи за тумачење помоћу „многих светова”? Ова теорија заговара да сваки пут када је честица приморана да донесе одлуку – васиона се дели на паралелне светове. Наш је само једна плетеница у снопу могућих стварности.
И, као да ни то није било довољно, квантна механика из света уклања и појам узрочности. Размотримо један радиоактивни атом и претпоставимо да се распао. Шта је изазвало његов распад? У свету лорда Келвина (и Ајнштајна) морао би да постоји неки разлог – можда неко слабашно таласање атома. Али свемоћни принцип неодређености забрањује постојање било каквог утицаја мањег од атомског х пакетића. Зато, када се атом распада, он се распада потпуно случајно, без икаквог разлога. Распад се рађа из х пакетића неодређености и немогућности да пре посматрања било која вредност има било коју одређену вредност, па и ону нулту. Ајнштајн никада није могао да прихвати такву стварност и провео је остатак живота тражећи излаз из квантног света.
Међутим, победила је нова теорија јер има велику моћ објашњавања појава. Мада је заснована на вероватноћи и статистици, показала се као најмоћнија научна теорија. Квантна механика успешно тумачи појаве, од тврдоће метала до одговора зашто Сунце сија. Она може да објасни појаве за које вероватно нисте ни мислили да треба да се објашњавају, као што је одговор на питање зашто не пропадамо кроз под. Она стоји иза свих најнапреднијих технологија данашњице од микроталасне пећнице, ласера, DVD и хард дискова до – хидрогенске бомбе. Свуда је присутна и Планкова константа h. Хајзенбергов принцип неодређености говори нам да чак и празан простор, вакуум васионе, може да садржи довољно неодређености да уопште није празан – да материја и енергија могу да настају ни из чега. Изгледа да је тачна изрека да све добре ствари долазе у малим паковањима. Тако је 20. век, који је почео с поуздањем у извесност, завршио у узнемирујућој неизвесности и неодређености. Још један доказ да човек никада не би требало да буде претерано сигуран и поносан на своје знање. Иако оно непрестано расте, наше незнање је много, много пута веће.



Горан Војиновић


Корак назад