Kratka istorija vremena, Stiven Hoking (1942-2018)
Steven William Hawking je bio teoretski fizičar, najpoznatiji po unaprjeđenju razumijevanja vremena, prostora i crnih rupa u kosmosu.
Rođen je u Oksfordu, odrastao među obrazovanim ljudima, što je uticalo na njegovu karijeru. Dok je radio na doktoratu na Kembridžu, njegovo zdravstveno stanje se pogoršalo - dijagnostifikovana mu je amitrofična lateralna skleroza - ALS. Iako nije mogao da se kreće, nauka i medicina su omogućile Hokingu da živi produktivno i to je ono u šta je kao izvanredan stručnjak čvrsto vjerovao - nauka i tehnološka dostignuća. Stiven se u ovoj, ali i drugim knjigama fokusirao na prostorno-vremensku odiseju i teorije crnih rupa. Njegovim najznačajnijim otkrićem smatra se dokazivanje da crne rupe emituju radijaciju. Pored ove, značajne su i knjige ,,Kosmos u orahovoj ljusci“ i ,,Na plećima divova“. Hokingova istraživanja su u potpunosti promijenila način na koji posmatramo kosmos; u tom smislu mudro kaže Seneka: ,,Jedan jedini životni vijek, čak i kada bi se posve posvetio nebu, ne bi bio dovoljan da se prouči nešto tako prostrano...“
Slika 1. Hoking u mladosti (Izvor: https://www.biography.com/scientists/stephen-hawking)
Knjiga je strukturirana u 11 glavnih poglavlja i vodi čitaoca kroz koncepte moderne fizike i kosmologije. Knjiga započinje poglavljem o našoj slici svemira, zatim obrađuje prostor i vrijeme, širenje vaseljene, načelo neodređenosti i osnovne sile prirode. Slijede poglavlja o crnim rupama i njihovim osobinama, zatim razmatranje porijekla i sudbine svemira, kao i strijele vremena. Završna poglavlja bave se težnjom ka objedinjenju fizike i donose zaključke. Knjiga se zaokružuje sažetim prikazom rada Ajnštajna, Galileja i Njutna, čime se odaje priznanje temeljima savremene fizike. Dat je i pojmovnik za lakše razumijevanje stručnih izraza.
Naučni uzleti XX vijeka kroz ,,Kratku istoriju vremena“
,,Kratka istorija vremena“ je popularno-naučna publikacija koja je prvi put izašla 1988. godine. Možda nekarakteristično za fizičara, iz nje je Hoking ,,izbacio“ sve formule osim čuvene Ajnštajnove formule E = m * c2, te je knjiga prilagođena za svekolike čitaoce bez poznavanja naučnih teorija, što je za to vrijeme (druga polovina XX vijeka), a i za današnje čitaoce, poželjno, jer nije govorio jezikom matematike, već jezikom onih koji razumiju riječi. Inače, XX vijek, kada je i nastala ova publikacija, a njen genijalni autor imao privilegiju da živi, je vijek najbržeg razvoja civilizacije, preporod na mnogim poljima nauke i tehnologije, i naravno kosmologije. Neka od aktuelnih dostignuća tog perioda su atomska energija, računarstvo, balistika, televizija, internet, laser, kvantna mehanika (ona se razvijala postepeno od 1901. pa nadalje). Veliki dio tog doba obilježio je Hladni rat i trka u naoružanju koja, iako iscrpljujuća, omogućila je velike naučno-tehnološke proboje, kao i cjelokupni XX vijek, o čemu svjedoči i sam Hoking: ,,U Njutonovo vrijeme, školovan čovjek mogao je obuhvatiti i shvatiti čitavo tadašnje znanje čovječanstva, barem u glavnim crtama. Ali od tada, razvoj nauke je takav da današnji školovan čovjek to više nije u stanju... Samo vrlo mali broj ljudi može držati korak s brzo napredujućom granicom znanja, a i ti mu moraju posvetiti svoje puno vrijeme i specijalizovati se za uska područja. Ostatak čovječanstva ima tek nejasnu, ako i ikakvu, sliku o rezultatima koji se postižu i uzbuđenjima koja ona stvaraju.“ Da li sve te naučne ideje i uzbuđenja koja one i sva nova otkrića stvaraju, a o kojima govori Hoking, mogu biti prepoznate u našem vremenu? Da. Jasno nam je da nauka nema kraja, da se razvijala prije 30 godina, kada je Hoking skrojio ovu knjigu, razvija se i danas, tako da se sve te ideje mogu i danas prepoznati, a sam Stiven navodi da su naučni postulati univerzalni, da su važili i da još uvijek važe: ,,Potpuna, dosljedna, jedinstvena teorija samo je prvi korak: naš je cilj potpuno razumijevanje događaja oko nas i samog našeg postojanja.“ Što se tiče političkih i socijalnih prilika tog doba, vezuju se za globalne procese koji su se tada odvijali: raspad Sovjetskog saveza i socijalizma, što srećom nije puno uticalo na svemirski program tadašnjih vodećih država, tako da je nastavljeno istraživane svemira - od međuplanetarnih sondi do crnih rupa.
Kako je ovo naučna knjiga o Univerzumu, ne obiluje velikim brojem likova, ali Hoking pominje mnoge ličnosti iz oblasti nauke i inženjeringa, od Ajnštajna i Njutna do Antonija Heviša i Ernesta Radeforda, od Džejmsa Čedvika, Panzijasa, Vilsona do ruskog fizičara i matematičara Fridmana...širok dijapazon stručnjaka. Od svih osobina koje su dovele do uspjeha, vrijedi istaknuti Hokingovu inventivnost, sposobnost da se uprkos bolesti ,,kreće“ svemirskim stazama i rubom nauke da bi nam razotkrio tajne crnih rupa i samog svemira, njegovu inteligenciju, istrajnost i upornost u istraživanju, ukratko, sve osobine koje krase ovog naučnika koji se uvijek pitao kakvu ulogu ima Bog u stvaranju svemira (figurativno – dvoboj sa svemogućim). Pisac naučne fantastike Damir Mikuličić o njemu kaže: ,,Hoking je pak počeo lomiti tvrdi orah Stvaranja kliještima jednačina, počeo je metafizička pitanja prebacivati na kolosijeke znanja, tamo gdje su podložna našoj misaonoj i matematičkoj obradi. Dug je to još put, no to je tek početak.“ Još jedna je bitna Hokingova osobina koju bi svi ponekad trebalo da razvijaju kod sebe, a to je da prizna kada nije bio u pravu, to jest kad je griješio: ,,Shvatio sam da sam pogriješio: ne-granica uslov podrazumijevao je da bi nered zapravo nastavio rasti tokom stezanja....Meni se čini mnogo bolje i manje zbunjujuće ako priznate napismeno da ste bili u krivu.“ Hoking je zbog toga kritikovao Artura Edingtona jer nije priznao da je pogriješio negirajući teoriju crne rupe.
Slika 2. Model crne rupe, izvor: NASA/JPL-Caltech
Hoking i granice ljudskog razumijevanja Svemira
,,Kratka istorija vremena“ je knjiga o svijetu, fizici, istoriji, Bogu, filozofiji, i to su glavni motivi koje autor obrađuje, a budući da je autor jedan od najboljih teoretskih fizičara današnjice, nije teško naslutiti njegove motive za pisanje ove publikacije - sistematizacija svojih naučnih istraživanja, prezentovanje istih javnosti, kao i širenje naučnih obzora. Jedan od motiva može biti i upoznavanje običnih ljudi sa ovom tematikom na njima prilagođen način. Djelo jeste odraz autorovog života jer je obogaćeno njegovim razmišljanjima i zabilješkama o napretku u nauci, a Hoking je i te kako referentan da izveštava o tome i daje mišljenje. Prisutna je, dakako, i njegova uobrazilja – mašta: svi naučnici i inovatori su mahom i sanjari, tako Hoking nerijetko u knjizi pominje astronauta koji se približava crnoj rupi, svemirski brod koji kruži oko crne rupe (na bezbjednoj udaljenosti), rupu koja snagom gravitacije rastrga astronauta, transdimenzionalne prolaze...tj. sve one hipotetičke eskperimente od čije realizacije smo trenutno daleko, ali nekada mogu biti realnost ukoliko pođemo autorovim stopama do dalekih prostranstava. Najveći uticaj koji je djelo imalo na vrijeme u kojem je nastalo ogleda se u informisanju čitalaca o najnovijim svemirskim saznanjima, jer knjiga obrađuje samu granicu onog što se tada znalo o prirodi Univerzuma. Naime, knjiga je objavljena davno ali je vremenom postala vrh popularno-naučne literature, tako da se njen snažan pečat koji je ostavila može sagledati i danas. To je još jedan dokaz da kvalitetna knjiga svojim uticajem lako ruši prostorne i vremenske okvire. Karl Sejgan nagovještava (u uvodu knjige) motiv naučnika, i čovjeka uopšte, da iznova saznaje nove stvari: ,,No upravo takva pitanja bijahu pogonska sila najvećem dijelu filozofije i znanosti: Sve veći broj odraslih ljudi voljan je upustiti se u pitanja te vrste, a povremeno dobivaju na njih izvanredne odgovore. Podjednako udaljeni od atoma i od zvijezda, proširujemo naše istraživačke obzore da bismo obuhvatili i ono vrlo maleno i ono vrlo veliko.“ Hoking dodaje: ,,Ali od samog osvita civilizacije ljudi se nisu zadovoljavali gledanjem na događaje kao na nešto nepovezano i neobjašnjivo. Zahtijevali su razumijevanje skrivenog poretka u prirodi. Najdublja ljudska žudnja za znanjem već je samo po sebi dovoljno opravdanje za nastavak potrage.“
Slika 3. Maglina Leptir: dvije zvijezde kruže jedna oko druge (Gran enciclopedia – El universo, 2012)
Mnogi djelovi iz knjige navode na razmišljanje, produbljuju maštu, osjećanja, u najmanju ruku potrebu da se nastavi sa čitanjem. Neki od tih djelova su oni sa sirotim astronautom koji se približava crnoj rupi i biva rastrgan zbog razlike djelovanja gravitacije na glavu i noge. Taj motiv se javlja više puta. Dalje, neko od nas može biti taj astronaut koji plovi beskrajem četvorodimenzionalnog prostranstva! Zar to nije izaziva emocije i raspiruje maštu; suprotno uvreženo mišljenju, i nauka može izazvati emocije i naboje, da ne govorimo o ,,aha“ efektu.
Mnogi pasusi i rečenice navode na razmišljanje, na primjer: ,,Šireći svemir ne isključuje unaprijed tvorca, ali postavlja ograničenja na to kad je mogao obaviti svoj posao!“ To su ona iskonska pitanja i dileme koja se provlače knjigom: ,,U kosmologiji su Bog (bez obzira na to šta ko pod tim pojmom podrazumijeva) i nauka bliski saradnici, ali i suparnici. Onome kome se ne sviđa pojam Boga, može umjesto te riječi staviti Nespoznatljivo.“ Osobina koju religiozni, odnosno vjerujući krugovi ne bi podržali kod Hokinga je i sam svjetonadzor i pogled na Boga, pretežno misleći na konstataciju da prije Velikog praska nije bilo vremena u kojem bi Bog mogao da egzistira. Sam Niče je 1882. tvrdio u ,,Veseloj nauci“ da je „Bog mrtav“, što je simbolizovalo kraj vjerovanja u tradicionalnog Boga, usljed sekularizacije i naučnog napretka. Svakako, Hoking kao čovjek britkog uma sklon racionalizmu i mehanicističkoj paradigmi empirijski povezuje stvari, a mnogo puta je i ranije pokazano da religija i nauka kod pojedinaca i čitavih sistema mogu biti komplementarne (Indija, Pakistan, Iran, Turska, UAE...). Zatim, filozofsko-egzistencijalna pitanja: ,,Zašto bi svemir uopšte i išao u svu tu muku postojanja? Je li jedinstvena teorija tako prisilna da uzrokuje njegovo nastajanje?“ Tu su i pitanja koja se tiču same geodetske metrologije, na primjer definicija metra: ,,U stvari, metar je i definisan kao udaljenost koju prevali svjetlost za 0,000000003335640952 sekunde, mjereno atomskom (cezijevi atomi) urom.“ Na sličan način i geodetska metrologija definiše metar i druge SI jedinice. U geodeziji se prostor opisuje pomoću tri koordinate; Hoking naravno uvodi i četvrtu veličinu: ,,Stoga se položaj može opisati pomoću četiri broja ili koordinata. I opet, izbor koordinata je proizvoljan; mogu se upotrebiti bilo koje tri dobro određene prostorne koordinate i neka mjera vremena.“ On govori o četvorodimenzionalnom prostoru zvanom prostorvrijeme, ali navodi da ga je nemoguće zamisliti. Zanimljivo, Hoking razdvaja tri različita aspekta vremena: ,,Prvo, imamo termodinamičku strijelu vremena, vremenski smjer u kojem se povećava nered odnosno entropija. Zatim, tu je i psihološka strijela vremena. To je smjer u kojem mi osjećamo kako vrijeme teče, smjer u kojem se sjećamo prošlosti, ali ne i budućnosti. I na kraju, postoji kosmološka strijela vremena. To je smjer vremena u kojem se svemir širi, a ne steže.“ Dalje korelacije sa geodezijom u knjizi su na primjer objašnjenja geodetske crte: ,,Geodetska crta je najkraći (ili najduži) put između dvije tačke. Na primjer, površina Zemlje je dvodimenzioni zakrivljeni prostor. Geodetska crta na Zemlji zove se i velika kružnica i ona je najkraća spojnica između dvije tačke.“ Korelacija sa satelitskom geodezijom: ,,Razlika u radu satova na različitim visinama iznad nivoa mora od znatne je praktične važnosti sada, otkako su u upotrebi vrlo tačni navigacioni sistemi koji koriste signale sa satelita. Kad bi se zanemarili učinci predviđeni teorijom relativnosti, greška u izračunatom položaju iznosila bi više kilometara!“ Poznato je da vještački sateliti sadrže četiri atomska časovnika (2 cezijumska, 2 rubidijumska) koji koriste standardnu rezonantnu frekvenciju atoma kao brojač.
Kako je ,,Kratka istorija vremena“ bila bestseler sasvim je sigurno da će kod čitalaca probuditi mnoge ideje. U njoj Hoking pokušava da pronađe teoriju koja objedinjuje i premošćava jaz između teorije relativiteta i kvantne mehanike, koja izučava subatomske strukture i čestice. Prva ideja tokom i nakon čitanja knjige, bar za one koji su inkorporirani u naučne krugove, je da se pročitaju i druge Hokingove knjige: ,,Kosmos u orahovoj ljusci“, ,,Kratka istorija mog života“, ,,Kratki odgovori na velika pitanja.“ Sve u svemu, časopis Time je o Hokingu s razlogom konstatovao ,,da se čini kao da njegov um lebdi prostranstvima prostora i vremena da bi nam otkrio tajne svemira.“ Ova knjiga ne samo da nudi uvid u najdublje misterije univerzuma, već nas poziva da razmislimo o vlastitim granicama razumijevanja, i možda, i da ih prevaziđemo.