Не можете замислити савременог озбиљног писца који није читао Гетеа и Толстоја, филозофа који није изучавао Расела и Платона, сликара који није видео дела Далија и Кандинског, музичара који није слушао Брамса и Чајковског. Међутим, немојте бити изненађени да неки физичари нису прочитали Ајнштајна, Њутна или Фајнмана. Иако нису читали неко дело Ајнштајна или Њутна за њих су сигурно чули, и упознали се са њиховим доприносом физици и хемији, бар они који су прошли кроз гимназију. Са Ричардом Фајнманом (1918-1988), који је допринео развоју бројних домена савремене физике, добитником Нобелове награде за физику 1965. године, познатом по дубини својих погледа и оригиналном стилу, славном по ретком таленту предавача и оратора, нису се могли упознати ни у школи. Његово дело није интересантно само физичарима, него и педагозима, филозофима, епистемолозима и историчарима науке.

Пред нама сада имамо превод, једне од његових бројних књига у којој посебно долази до изражаја оригиналан стил и таленат предавача, који је заиста успешно урадио др Милан Ћирић. Које су вредности препоручиле ову књигу да буде преведена на тако велики број језика, па сад и на српски (постоји и хрватски превод из 70-их година под насловом Особитости физикалних закона), након тридесет четири године од њеног првог појављивања на енглеском језику? Пре свега, то је покушај да се на оригиналан начин да одговор на питања: Која је природа знања елаборираног физичким наукама? Која је природа света које нам оне откривају? Затим, то је панорама развоја физичких наука, како класичних тако и модерних, уз размишљања о природи физичких закона. Ово су личне опсервације, можда су уредника библиотеке „Популарна наука“ Клуба НТ, господина Радмила Иванковића, навеле потпуно друге вредности ове књиге да се одлучи да је уврсти као тринаесту, у овој, по мом мишљењу, врло успешној библиотеци.

Ипак, неки од потенцијалних читалаца могу, с правом, пре него што се одлуче да читају, захтевати нешто више детаља. Пре свега, књига се може почети читати од било ког од постојећих шест поглавља. Искусни физичар, филозоф науке, епистемолог, историчар или радознали читалац би, верујем, одмах, макар и површно погледао поглавље под бројем шест које носи назив Потрага за новим законима. Ту ће моћи да се види како су Фајнманова размишљања и ставови издржали пробу времена.

И данас се за физику може рећи оно што налазимо на страни 163:

„Физика је у аналогној игри, у којој се редукција сложености постиже неким приближним претпоставкама.“

У процесу тражења новог закона није дошло до битних промена:

„Уопштено говорећи, ми тражимо нови закон следећим процесом. Најпре га претпоставимо. Затим процењујемо последице претпоставке, да бисмо сагледали шта би се догодило ако је закон који смо претпоставили тачним. Затим упоређујемо резулате процењивања са природом, са експериментом или искуством, упоређујемо га директно са посматрањем, да видимо да ли се слаже. Ако се не слаже са експериментом, онда је погрешан. У том једноставном исказу налази се кључ науке. Нема никаквог значаја колико је лепа ваша претпоставка. Нема никаквог значаја ни то колико сте ви паметни, ко је направио ту претпоставку или како се он зове; ако се не слаже са експериментом онда је она погрешна.“ (164-65)

И не само то! У науку, посебно физику, не улази оно то није експериментално проверљиво. Типичан пример је ЕПР парадокс, који „ставља на пробу“ основни принцип квантне механике (локалност), и који је у физику „ушао“ тек након осмишљавања могућности за извођење Аспектовог експеримента, тј. после више од 30 година.

О експериментаторима налазимо следеће редове:

„Али експериментатори најмарљивије трагају тачно на оним местима где изгледа највероватније да ћемо моћи доказати да су наше теорије погрешне. Другим речима, ми покушавамо да што брже докажемо да нисмо у праву, јер се само на тај начин може остварити напредак.“ (166-67)

Филозоф науке, или епистемолог, би на основу овог исказа могао сврстати Ричарда Фајнмана у следбенике Поперовог, Лакатошевог или Куновог приступа раста научног сазнања. Осврћући се на откриће квантне механике, која има зачуђујуће импресивну примену у схватању од сићушњих елементарних честица до огромне и комплексне космологије, наводи два различита приступа:

„Један од два различита пута био је Шредингеров, он је претпоставио једначину, а други је био Хајзенбергов, који је доказивао да се мора анализирати оно што се може мерити.“ (172)

Једноставан исказ који на најкраћи начин одсликава томове дискусија између филозофа и научника на тему основа квантне механике. О проблему научности или ненаучности кроз дискусију са лаиком може се наићи и на следеће:

„Научно је само то да се каже шта је вероватније и шта је мање вероватно, а не да се све време доказује шта је могуће а шта је немогуће.“ (стр. 175)

Наравно, и око овог става се може дискутовати – о значењу пробабилизма у науци.

При крају овог поглавља Фајнман размишља како ће се наставити у будућности развој науке ако се буде стално повећавао број закона и закључује:

„Чини ми се да је оно што се може догодити у будућности или да ће се сви закони бити познати, то јест, ако имате довољно закона да можете израчунати последице и да се оне увек слажу са експериментом, што би био крај црте – или би се могло догодити да експерименти постају све тежи и тежи за извођење, све скупљи и скупљи, тако да познајете 99,9% феномена, али увек постоји неки феномен који је тек откривен, који се веома тешко мери и који се не слаже; а чим добијете објашњење те појаве, ту је већ следећа, и то иде све спорије и постаје све незанимљивије. То је друга могућност краја. Али, ја мислим да се то мора завршити на један или на други начин.“ (стр. 183)

Друга могућност је карактеристична за физику високих енергија, која спада у област тзв. „меганауке“, у којој је пут до открића нових феномена све скупљи и скупљи, а и спор, јер реализација пројеката траје и по десетак и више година. Да ли је занимљив?

Сигурно јесте, и са фундаменталног и са технолошког аспекта којим су остварени, до скора, незамисливи „продори“ попут могућност изоловања једног јединог атома или фотона. Прва могућност изгледа нереално. Тешко је замислити да су сви закони познати. Геделова теорема указује да систем не може да буде комплетан.

О једном од основних концепата модерне физике, симетријама, може се наћи следеће:

„Те симетрије, као исказ да су неутрони и протони скоро исти, али нису исти у погледу електрицитета, или чињеница да је закон рефлексионе симетрије савршен осим за једну врсту реакције, врло су доследне. Ствар је готово симетрична али не потпуно. Сад постоје две школе мишљења. Једна ће рећи да је то заиста једноставно, да су они заиста симетрични али да ту постоји мала комликација која то мало квари. Ту сада постоји и друга школа мишљења, која има само једног представника, а то сам ја, који кажем: не, ствар може бити компликована и постати једноставна само кроз комликације.“ (стр. 177)

Тај Фајманов став о компликованом које постаје просто, преко компликација, најбоље илуструје успех Стандардног модела, који материјални свет описује преко фермиона (кваркови и лептони), као основних јединки материје, и бозона, као преносиоца интеракције између њих.

Пошто сте дотакли проблем симетрије можете са поглавља 7 прећи на поглавље 4 које је насловљено Симетрија у физичким законима. Ту ћете наићи на дефиницију симетрије Хермана Вејла:

„…ствар је симетрична ако постоји нешто што јој можете урадити тако да када то обавите она изгледа исто као пре тога.“ (стр. 85)

У оквирима ове дефиниције даље су разматране симетрије физичких закона попут: симетрије лево-десно, симетрије у односу на измену временског смера… Разматран је низ интересантних случајева који су представљени веома једноставано да ћете, можда, доћи до нереалног закључка – разумем, али не видим проблем. На самом крају поглавља демантоваће вас сам Фајнман закључујући:

„То значи да се за 99,99% природе не разликује лево од десног; али постоји само један мали делић један мали карактеристични феномен који је потпуно различит, у смислу да је апсолутно једностран. То је мистерија о којој још нико нема ни најмању представу.“ (стр. 111)

Када се замислимо над овим закључком, уз присећање на: материју, антиматерију и слабе интеракције, повезујући их са најновијим експерименталним достигнућима (остварена је унификација слабих и електромагнетних интеракција, направљено је десетак антиводоника, крајем прошле године је директно измерено нарушавање временске инваријанте у микросвету на примеру К0-мезона) видимо да је ова мистерија, и поред значајних успеха, још увек актуелна.

Упечатљиви утисци претходног оријентисаће вас на читање петог поглавља Разликовање будућности и прошлости. У њему, разматрајући очигледне појаве иреверзибилности у свету, које нас окружују, али и питање како се временска реверзибилност физичких закона уклапа у њих, наилазите на следеће:

„Очигледна иреверзибилност природе дакле не произилази из иреверзибилности основних природних закона.“ (стр. 118)

Као један од примера разматрано је Хојлово виђење настанка хемијских елемената чија присутност је једнака на планетама, галаксијама, целом Универзуму. Закључујући да је постојање свих хемијских елемената у свету тесно повезано са чињеницом да у угљенику постоји одређени енергетски ниво, закључује:

„Овај пример је одлична илустрација чињенице да вам разумевање физичких закона не мора да да разумевање ствари које су од значаја у свету на неки директан начин. Детаљи реалног искуства често су веома далеко од основних закона.“ (стр. 130)

Проблематика овог поглавља окупира и данас како филозофе тако и научнике. Научници малим, можда и слабо приметним „померањем“, дају допринос њеном разумевању. Најбољу пример је стварање квантне механике почетком двадесетог века.

О квантно-механичком погледу на природу може се пронаћи више у шестом поглављу Вероватноћа и независност кватно-механичког погледа на природу. Док се из претходних поглавља могло извући низ закључака и размишљања приступачних и онима који нису физичари, овде то већ није случај. Треба га прочитати у целини да се бар схвати шта је то квантни феномен у конкретним случајевима. На пример, разматрање експеримента са два отвора. Ипак, не могу а да вам не укажем на следеће:

„Ја намеравам да вам опишем како се природа понаша. Ако једноставно прихватите да се она можда заиста тако понаша, схватићете да је природа нешто дивно и чаробно. Само немојте себи говорити. “Али како то може да буде тако?”, ако икако можете то да избегнете, јер ћете отићи “низ воду” у слепу улицу из које се још нико није спасао. Нико не зна како то може да буде тако.“ (стр. 136)

Наравно, овакав закључак се сигурно није односио и на физичке теорије – познато је да физичари постављају питања: како (физика феномена) и зашто (физика структура). Но, ови проблеми превазилазе оквире књиге.

У поглављу 3, Велики принципи одржања, на самом почетку, налази се следеће:

„Физичар користи необичне речи на необичан начин. За њега, закон одржања значи да постоји неки број који можете израчунати у неком тренутку.“ (стр. 58).

Затим, нешто касније и Ајнштајнов аргумент

„који указује да ако се нешто одржава – а у овом случају ћу то применити на наелектрисање – онда то мора бити локално одржано.“ (стр. 63)

Под појмом локално овде се подразумева: ако се, на пример, на једном делу сфере оствари деструкција наелектрисања, онда, на основу принципа одржања наелектрисања, на сфери не може бити деструкције и на другом месту осим на том где је до деструкције иницијално дошло. У супротном случају дошло би до противречности. Принцип одржања важи само за изоловане системе (дете и 28 коцкица, стр. 69). Прву демонстрацију принципа одржања енергије није извео физичар, него лекар. Он је одређивао топлоту добијену сагоревањем хране, хранећи пацове, при чему храна у организму сагорева у угљендиоксид као када се спаљује.

Поглавље 1, Закон гравитације као пример физичког закона, ће сигурно бити интересантно педагозима и већини читалаца. Издвајам педагошки аспект који може бити од користи већини професора основних и поготово средњих школа. Поред познате математичке форме закона, наведен је и низ интересантних примена, попут: шематских приказа плиме и осеке, фотографија двојних звезда и галаксија, доказа њиховог стварања.Ту је и релација која даје однос интентзитета гравитационе и електричне силе између два електрона (оне делују на наша чула док слабе и јаке не!) дата бројем који има 42 цифре.

У претходном поглављу је, за разлику од свих досадашњих, врло коришћена математика. Долазимо до другог поглавља Однос математике и физике. Познато је да се круг читалаца књиге смањује уколико се у њој користи математика. Онима који спадају у ту групу препоручујем да, уз мали напор, ипак прочитају ово поглавље. Сигуран сам да ће поред упознавања са низ предивних Фајманових реминисценција о математици уочити и неке специфичности у односу између математике и физике. На пример, математика у физици може имати улогу језика којим се изражавају физички закони, принципи и концепти, или се приказују резултати експеримената и теријских предвиђања. Међутим, далеко је значајнија њена хеуристичка улога! Познато је, онима који гравитирају астрономији, да је откриће планете Нептун засновано на претходним математичким калкулацијама које су одредиле положај где се налазила у одређеном моменту. Слично је теоријску претпоставку Пола Дирака, о постојању позитрона, четири године касније експериментално потврдио Карл Андерсон. Постоји низ примера ове врсте.

Шест поглавља допуњује разматрање Радомира Ђорђевића у тексту О појму научног закона у Фајмановој епистемологији.

Преостаје ми да Вам пожелим да уживате док будете читали небично разумљиву и јасно написану књигу, не тако једноставне проблематике, написане у стилу својственом само Ричарду Фајману.

Драгољуб А. Цуцић,

Флогистон, бр. 9, Београд, 2000, стр. 298-304

Regional centre for talents “Mihajlo Pupin”

Превео с енглеског: Милан Ћирић
„Клуб НТ“, Београд, 1999, XIII, 186 странa

Tekstovi o nauci na portalu P.U.L.S.E

  fizika, Nauka, Ričard Fajnman