Milan M. Ćirković

Naučni savetnik Astronomske opservatorije u Beogradu

Vreme čitanja: 8 minuta

Foto: Wikipedia

Albert Ajnštajn (14. mart 1879–18. april 1955) bio je, bez mnogo debate, najznačajniji fizičar 20. veka, a sa izvesnom debatom i verovatno najznačajnija ličnost u čitavom domenu nauke. Oko pomalo frivolnog, ali uvek u širim krugovima popularnog pitanja ko je najveći?, vode se žestoke debate kad su raniji vekovi u pitanju, nasuprot našoj intuiciji koja sugeriše da su stvari jasnije sa protokom vremena. Na primer, ima mnogo kandidata za najznačajnijeg naučnika 19. veka: Gaus, Darvin, Helmholc, Meksvel, Paster, Mendeljejev, lord Kelvin su samo neka od imena koja padaju na pamet. U 20. veku je, međutim, stvar jasnija upravo zbog vanzemaljske prirode Ajnštajnovog genija koji je u mnogim stvarima bio toliko ispred svog vremena.

Ove godine obeležavamo stogodišnjicu jedine Nobelove nagrade koju je Ajnštajn dobio, što je još jedan od paradoksa, s obzirom da mu je ona formalno dodeljena za 1921. godinu, ali je odluka o tome donesena tek 1922. To je moguće, jer propozicije Nobelovog komiteta omogućavaju da, ako nagrada nije dodeljena jedne godine, ona bude „prenesena“ u narednu (to se nedavno desilo sa nagradom za književnost).

 

 

Ajnštajnova nagrada, međutim, predstavlja samo majušni segment njegovog ukupnog doprinosa nauci – i to ne samo fizici; iz razloga koji su odličan primer istorijske kontingencije, njegova postignuća su dugo vremena bila i priznavana i ignorisana. Danas više nemamo nikakvih dilema po tom pitanju. Upravo u cilju objašnjavanja tog konsenzusa, u ovom tekstu ću zamisliti ne samo logički moguće, nego i vrlo realistične druge svetove u kojima su Ajnštajnove zasluge priznavane i nagrađivane po identičnom standardu po kojem se to odnosi na druge velike umove prošlog veka.

U tu svrhu, ukratko ću razmotriti Nobelove nagrade koje bi Ajnštajn mogao dobiti, na osnovu uloge njegovih postignuća u onome što istorijski jeste bilo nagrađeno. Osnovni resurs je, naravno, spisak dobitnika i obrazloženja, što kraćih, što detaljnijih. Jasno je da ovaj pristup nije realističan u formalnom istorijskom – ili istoricističkom – smislu, jer ne vodi računa o kontingentnim činjenicama kao što je ona da je istorijski Ajnštajn preminuo 1955. godine u Prinstonu. U dubljem smislu, međutim, uveren sam da je upravo ovakav pristup najbolji kada se krećemo u onom prostoru koji bi trebalo da nas prevashodno zanima: prostoru činjenica o svetu i njihovih objašnjenja, koji postoji nezavisno od ljudskih odnosa i nezavisno od kontingencije i oportunizma istorije.

Ova metodologija nije previše stroga i naići će na osudu konzervativnijih istoričara nauke, kojima ovaj tekst svakako nije namenjen! Ona, međutim, može doprineti jasnijem i plastičnijem osvetljavanju temeljne činjenice istorije ideja: nivoa do kojeg je Ajnštajnov rad ugrađen u svekolike temelje modernosti. Takođe, može se razabrati i u kojoj meri su različiti aspekti društvene i kulturne validacije nauke duboko neadekvatni, neobjektivni, pa čak i nepravedni, što je tema koju treba više i češće promišljati u 21. veku. 

Dakle, pođimo od onog što nominalne istorije smatraju stvarnim (štogod tačno značilo). Nobelova nagrada za fiziku za 1921. godinu dodeljena je Ajnštajnu zvanično „za dostignuća u teorijskoj fizici i posebno za njegovo otkriće zakonitosti fotoelektričnog efekta“. Već samo ovo obrazloženje je malo remek-delo licemerja, jer je nakon Edingtonovog posmatranja totalnog pomračenja Sunca 1919. godine, Ajnštajn postao poznat pre svega po teoriji relativnosti (opštoj u datom slučaju), koja je uopštila i zamenila Njutnovu mehaniku kao najbolji opis materijalne realnosti.

Ovo je bila dramatična revolucija, slična onoj Kopernikanskoj, koja je sa punim pravom dovela do Ajnštajnove svetske slave – na kraju krajeva, zaista se ne dešava svake godine da paradigma velikog Njutna, besprekorno stabilna tokom skoro 250 godina, bude oborena! 

Međutim, različite vrste pritisaka, što strukovnih, što političkih (u koje treba ubrojiti i antisemitizam, kasnije otvoreno priznat od strane švedskih istoričara i zvaničnika) su učinile da dodela priznanja Ajnštajnu bude itekako teška i umesto najprirodnije stvari na svetu poprimi karakter zakulisnog manevra.

Visoko ironično, nagrada za 1919. dodeljena je nemačkom fizičaru Johanu Štarku, za otkriće efekta koji nosi njegovo ime (pomak spektralnih linija pod dejstvom spoljašnjeg električnog polja). Efekat je nesporan, za razliku od Štarkove potonje karijere u kojoj je kao ekstremni nacista od 1924. godine, dakle od samih začetaka pokreta, predsedavao uništenjem nemačke nauke i bezbrojnih karijera, pa i ljudskih života. Između ostalog, Štark se tokom čitavog Trećeg rajha isticao histeričnim odbijanjem teorije relativnosti kao „jevrejske prevare“, čije je korišćenje, čak i u potpuno teorijskom istraživačkom kontekstu, nosilo ozbiljan rizik denuncijacije, hapšenja i prebacivanja u konc-logor. Nakon sloma nacizma, sud za denacifikaciju osudio ga je na 4 godine zatvora. 

 

 

(Dodatna ironija – „višeg reda“ kako bi matematičari rekli – sastoji se u činjenici da je Štarkov originalni rad na Štarkovom efektu, iz doba kada je bio duševno zdrav, zapravo snažna potvrda ispravnosti Ajnštajnove teorije fotoefekta i afirmacija Ajnštajnovog uvođenja pojma fotona u fiziku!)

Dok bi se moglo tvrditi da je Nagrada za 1919. godinu dodeljena suviše rano da bi stvarne implikacije potvrde Edingtonovog merenja skretanja svetlosti u gravitacionom polju bile uzete u razmatranje. Međutim, ogromna Ajnštajnova popularnost koja se proširila svetom bukvalno „preko noći“ teško se mogla ignorisati. Ironično je da je i sam predsednik Kraljevske akademije, slavni hemičar Svante Arenijus, to kasnije priznao u govoru koji je održao 1922. nazvavši Ajnštajna „najpoznatijim imenom nauke“.

Utoliko pre je odluka o dodeljivanju nagrade za 1920. švajcarskom fizičaru Šarlu-Eduaru Gijomu za njegov rad na anomalijama u legurama nikla i gvožđa bizarnija i očigledno rezultat spoljnih pritisaka. Gijom ovde nije ništa kriv, naravno; njegov rad imao je, a ima i dalje, ogromne posledice za nauku o materijalima, a njegovi radovi, uključujući i spekulacije iz kosmologije, su za svaku pohvalu.

Ali ovde je očigledno poslužio anti-ajnštajnovskom lobiju da se izbegne neprijatna odluka. Slična situacija se ponovila i naredne, 1921. godine, sa ovaj put još radikalnijim rešenjem: nagrada za 1921. nije ni dodeljena. 1922. je konačno razum prevladao i „propuštena“ nagrada je dodeljena Ajnštajnu, mada za ono što se smatralo najmanje kontroverznim i najviše „politički korektnim“ od njegovih brojnih doprinosa – fotoelektrični efekat.

Poznata je činjenica da sam Ajnštajn nije mnogo mario za nagrade, pa tako ni za ovu. Jedan je od retkih dobitnika koji je nije lično primio – u vreme dodeljivanja boravio je u Japanu – nije se rukovao sa švedskim kraljem i akademicima, nije održao uobičajeni pozdravni govor, a novčani iznos je najvećim delom potrošio na brakorazvodnu parnicu sa Milevom Marić i alimentaciju. Čak je docnije nije ni naveo u odgovoru na pitanje koje od mnogobrojnih akademskih priznanja koja je dobio smatra najznačajnijim. Verovatno su spletke i manevri zbog kojih nagrada nije regularno dodeljena 1921. godine značajno uticali da priznanje švedske Akademije dodatno izgubio sjaj u njegovim očima. 

Sada ćemo se odvažiti u burnije vode spekulacija. Za šta bi, dakle, iz naše sadašnje udobne perspektive, bilo pravedno da je genije iz Ulma bio nagrađen?

Najpre o onome što se dešavalo za Ajnštajnovog života, a u čemu je on bio dovoljno ključni igrač da je svakako zasluživao da bude (ko-)laureat. To je teorija Braunovog kretanja, koju je Ajnštajn objavio u prvom od čuvena četiri rada iz 1905. godine i čiji je epohalni značaj u tome što je ona, nakon oko 2500 godina spekulacije, od Leukipa i Demokrita, nedvosmisleno potvrdila ispravnost atomističke teorije sastava materije.

Podrži Talas donacijom

Nobelova nagrada za 1926. godinu dodeljena francuskom fizičaru Žanu Batistu Perenu za „rad na diskontinuiranoj strukturi materije“, što je upravo eufemizam za atomističku teoriju koja je Perenovim eksperimentima definitivno i zauvek potvrđena. Ne bi bilo nikakvo preterivanje tvrditi da je teorijska osnova Perenovih eksperimenata data u Ajnštajnovom radu o Braunovom kretanju, tako da bi bilo sasvim pravedno da je Ajnštajn bio ko-laureat i ove nagrade. (Naravno, u meri u kojoj je atomska struktura materije preduslov za sve moderne rezultate iz hemije, zaključak koji bi se mogao izvesti o nagradama iz te oblasti je očigledan.)

Čak i ako obrazloženje njegove nagrade iz 1922. čitamo sasvim dobronamerno, priča o posledicama tumačenja fotoelektričnog efekta se tu ne završava. Sam pojam fotona, kvanta elektromagnetskog zračenja, pa samim tim i „čestice svetlosti“ (na originalnom nemačkom das Lichtquant) je direktna posledica Ajnštajnovih rezultata, iako on nije koristio sam termin „foton“, koji se pojavljuje tek krajem 1920-tih. U dva rada, objavljena najpre 1909., a potom i 1916. godine, Ajnštajn je pokazao da Plankov zakon zračenja crnog tela nužno vodi do pojave kvanta svetlosti bez mase mirovanja, ali sa konačnim impulsom obrnuto proporcionalnim talasnoj dužini.

Najmanje dve Nobelove nagrade dodeljene su za posledice ovog otkrića. 1964. godine Nikolaj Basov, Aleksandar Prohorov (Sovjetski Savez) i Čarls Tauns (SAD) nagrađeni su „za fundamentalni rad u kvantnoj elektronici“, a 1981. godine Nikolas Blombergen (Holandija-SAD) i Artur Leonard Šalou (SAD) dobili su priznanje „za doprinos razvoju laserske spektroskopije“.

Zajednički rad Šaloua i njegovog mentora Taunsa iz 1958. koji se ticao „optičkih masera“ se konvencionalno uzima kao početak laserske ere, mada je donekle nepravedno što Teodor Mejmen, koji je upotrebio njihove rezultate da 1960. godine konstruiše (i patentira!) prvi funkcionalni laser nije nagrađen na isti način. Ključni efekat koherentnog pojačavanja, kao i čitava laserska fizika na njemu utemeljena, posledica su Ajnštajnovih radova iz 1905., 1909. i 1916. godine – nimalo ne bi bilo nepravedno da se kaže da je on mogao biti ko-dobitnik za bilo šta sa ovim povezano.

Zatim imamo najpre specijalnu, a potom i opštu teoriju relativnosti. Ove teorije su u toj meri opšte i prožimaju gotovo sve oblasti fizičkih nauka da nije lako ni pobrojiti sve moguće aplikacije, naročito one iz domena atomske i nuklearne fizike, te fizike elementarnih čestica, ali i čitavog raspona disciplina od geodezije do kosmologije koje su zasnovane na primenama relativnosti u najrazličitijim kontekstima.

Stoga ću ovde pomenuti samo jednu, značajnu baš zbog svoje izrazito praktične prirode, koju mnogi pogrešno smatraju nespojivim sa Ajnštajnovom visoko teorijskom mišlju. 1939. godine Nobelova nagrada je dodeljena američkom fizičaru i inženjeru Ernestu Lorensu za otkriće i razvoj ciklotrona, uređaja za ubrzavanje čestica korišćenjem domišljate kombinacije konstantnog magnetnog i promenljivog električnog polja. Ciklotroni se danas koriste daleko manje u osnovnim naukama, a daleko više u primeni, počev od medicine, poljoprivrede, energetike, sve do svemirske tehnologije, provere porekla vina i forensičkih nauka. 

Idemo dalje. Na samom početku trećeg milenijuma, 2001. godine, Nobelova nagrada je dodeljena američkim fizičarima Eriku Kornelu i Karlu Vimanu, kao i nemačkom kolegi Volfgangu Keterleu, „za postizanje Ajnštajn-Bozeove kondenzacije u razređenom gasu alkalnih atoma, i za fundamentalno razumevanje osobina kondenzata.“

Već ovo dovoljno govori da bi, u nekom mogućem i srazmerno realističnom svetu, Ajnštajn mogao – sa Bozeom, naravno – biti nagrađen za teorijsko predviđanje ovog velikog otkrića. Boze-Ajnštajnova kondenzacija je kvantni fenomen koji nema nikakve klasične analogije i prilično ju je teško uporediti sa bilo kojim drugim faznim prelazom. U pitanju je doslovce nova vrsta materije, koja potencijalno ima ogromne primene u budućnosti, naročito u domenima kvantnog računarstva i nanotehnologije.

Idući ka još spekulativnijim i radikalnijim idejama, treba imati na umu da je verovatno „najvrelija“ oblast fizičkih nauka poslednjih decenija bila fizička kosmologija: Nobelove nagrade za 2002., 2006., 2011., 2017., 2019. i 2020. godinu bile su delimično ili u celini posvećene kosmološkim otkrićima. Ovo valja staviti u kontekst da je sva kosmologija u poslednjih 100 godina zasnovana na relativnosti.

Zapravo, ima mnogo dokaza da je Ajnštajn lično bio najviše motivisan da razvije opštu teoriju relativnosti upravo željom da reši „kosmološki problem“: kako izgleda dinamika prostora i vremena na najvećim mogućim skalama? Prvi kosmološki model u savremenom smislu je Ajnštajnov statički univerzum iz 1917. godine – i bez obzira koliko se brzo on pokazao prevaziđenim kada je Habl otkrio širenje svemira, svi docniji modeli su po prirodi stvari njegovi naslednici. Dramatične pojave bez presedana koje je Ajnštajn predvideo kao posledicu opšte relativnosti – gravitacioni talasi, gravitaciona sočiva, horizont događaja, kosmološka konstanta/tamna energija, i druge – upravo su kamenovi međaši na kojima je izgrađeno savremeno razumevanje svemira na velikoj skali.

Nagrade za tamnu energiju (2011), gravitacione talase (2017) i „portret“ horizonta događaja (2020) su dodeljene, vrlo je realistično očekivati da će se slično desiti i sa masom otkrića koja proističu iz gravitacionih sočiva, najpreciznije „vage“ kojom danas rutinski određujemo mase galaksija i jata galaksija udaljenih često i milijardama svetlosnih godina. Sve ovo je posledica Ajnštajnove relativističke revolucije.

Konačno, evo i jednog još radikalnijeg predviđanja za budućnost: kada jednog dana budu otkrivene – ili konstruisane u laboratoriji – topološke „rupe“ u prostorvremenu, takozvane crvotočine (engl. wormholes) koje nelokalno spajaju udaljena mesta i vremena, neko će se za to svakako ovenčati Nobelovom nagradom.

Naravno, i tu Nobelovu nagradu će, na metaforičkom nivou, morati da podeli sa duhom Alberta Ajnštajna koji je, zajedno sa asistentom Nejtanom Rozenom, predvideo postojanje crvotočina u radu „Problem čestica u opštoj teoriji relativnosti“ iz 1935. godine (originalno su ove „prečice“ kroz prostorvreme i nazivane Ajnštajn-Rozenovim mostovima). Čovek koji je najzaslužniji za vaskrsenje ideje o crvotočinama u savremenoj nauci je Kip Torn, dobitnik Nobelove nagrade 2017. godine – i konsultant na filmu Kristofera Nolana Interstelar.

Prema bar nekim, spekulativnim ali savršeno legitimnim, teorijskim idejama, crvotočine bi mogle omogućiti putovanje kroz vreme, odnosno povratak u prošlost posmatrača. Ovo bi svakako bila prilika da se Ajnštajnu zahvalimo za sve što je učinio za nas i savremeni svet – i mada je sugestija učinjena u šali, kod ovakvih stvari nikad ne treba reći nikad! 

 

Leave a Reply

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