Foto: Gloria Cretu Unsplash
Naivna predstava o različitim naučnim disciplinama jeste da se nova i uzbudljiva otkrića dešavaju samo u oblastima kao što su molekularna biomedicina, fizika elementarnih čestica, nanotehnologija ili veštačka inteligencija.
Ovu predrasudu podržava većina medija (čast izuzecima, kao što je Talas.rs koji upravo čitate!) koja novosti traži isključivo u tim „vrućim“ oblastima – neki bi rekli i pomodnim – a zanemaruju se i makar indirektno omalovažavaju druge discipline koje, iako ljudi u njima podjednako vredno i kreativno rade, nemaju toliku medijsku prisutnost i „seksi“ reputaciju.
Posebno su istorijske nauke često predmet ovakvog neopravdanog zanemarivanja. Od toga potiče i opšteprisutna logička greška da, ako je predmet istraživanja prošlost, to znači da u tim oblastima nema inovacija i senzacionalno značajnih otkrića.
Svako malo se pojavi neki protivprimer koju demantuje ovu besmislicu. Evo jednog posebno spektakularnog – skorašnja studija koju je potpisala grupa autora na čelu sa Admirom Mašićem sa slavnog Masačusetskog instituta tehnologije (MIT).
Ova studija koristi najsavremenije metode strukturne analize, poput skenirajuće elektronske mikroskopije spojene sa disperzivnom rendgenskom spektroskopijom (tzv. SED-EDS metoda, od eng. Scanning Electron Microscopy and Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) i konfokalnog Ramanovog snimanja. Cilj je da otkrije na koji način je Rimsko carstvo proizvodilo svoj impresivni beton, po mnogo čemu uporediv, ako ne i superioran u odnosu na današnje građevinske materijale.
Mašić, inače jedan od najistaknutijih američkih naučnika bošnjačkog porekla, kao dete je izbegao iz ratom i terorom zahvaćene Bosne i Hercegovine. Živeo je u izbegličkom logoru, potom išao u školu u Nemačkoj, doktorirao fizičku hemiju na Torinskom univerzitetu. Tu se između ostalog bavio novim metodama određivanja starosti i autentičnosti Kumranskih rukopisa i drugih drevnih artefakata.
Danas je redovni profesor građevine i strukturnog inženjeringa na MIT-u. Što je apsolutni vrhunac koji u tim oblastima primenjenih nauka možete postići, bar kad se radi o ovoj planeti.
Navedeno bi svakom pametnom – u ovim krajevima, baš kao i u SAD – trebalo da saopšti nešto značajno o vrednosti izbeglica i migranata, ali to do biračkog tela očigledno slabo dopire. Uz to, nikog ne treba da zbuni činjenica da je Mašić potpisan kao poslednji autor ove studije. Studija je deo njegovog dugoročnog programa rekonstrukcije rimskih građevinskih materijala i kao što je vrlo često slučaj u naučnim timovima, inspirator i organizator čitavog projekta se skromno potpisuje kao poslednji autor.
Širom Mediterana i dalje vidimo veličanstvene rimske građevine. Neke od njih su poput Panteona u Rimu, ne samo očuvane u gotovo originalnoj formi, već i često i dalje drže pojedine rekorde u domenu građevinske tehnologije.
Dok su građevine brojnih drugih kultura nestale, kao posledica erozija i katastrofa, kako prirodnih (npr. zemljotresi, prilično česti upravo u Mediteranu), tako i antropogenih (osvajanja i razaranja), brojne rimske građevine i dalje stoje, makar i u oštećenom stanju i prkose vekovima.
Dobrim delom, ovo je posledica korišćenja materijala u kojem se, kako se ispostavlja, Rimljani bili još veći pioniri i majstori nego što se do sada smatralo – betona.
Drevni rimski beton je preživeo milenijume, ali po mnogo čemu je i dalje misterija. Panteon je i dalje najmasivnija nearmirana betonska građevina na svetu, iako izgrađen u savremenoj formi u doba imperatora Hadrijana oko 126. godine. (Čuveni natpis na Panteonu koji slavi Marka Agripu, najbližeg saradnika imperatora Oktavijana Avgusta, odnosi se na originalnu verziju građevine iz oko 25. godine pre n. e., koja je oštećena u najmanje dva velika požara, što je dovelo do Hadrijanove radikalne rekonstrukcije vek i po kasnije.)
Dugo vremena se smatralo da je za superiorne osobine rimskog betona odgovoran tzv. pocolanski pepeo. To je vrsta vulkanskog pepela koja je dobila ime po gradiću Pocoli blizu Napulja, čije je mešanje sa krečom i vodom stvaralo izuzetno kvalitetnu cementnu mešavinu.
Međutim, MIT studija ukazuje da tu nije kraj priče. Njihova tehnika strukturnog i hemijskoj mapiranja na različitim skalama dužine omogućila je sasvim novi uvid u mineralne komponente i metodologiju rimske proizvodnje cementa.
Sasvim neočekivano otkriće Mašićeve grupe bila je izrazita nehomogenost rimskog cementa na višestrukim, fraktalnim skalama. Male grudve kreča, često nazivane krečnim klastama, ranije su smatrane neželjenim posledicama nedovoljnog mešanja cementne mase – „slabom kontrolom kvaliteta“ u Mašićevim rečima.
Konvencionalne interpretacije rimske proizvodnje su imale teškoća da proizvedu onakve krečne klaste kakve su snimljene mikroskopom. MIT grupa je sugerisala da su Rimljani zapravo mešali živi kreč sa pocolanskim pepelom i vodom na visokoj temperaturi (do čak 97 stepeni Celzijusa). Ovaj proces, nazvan vruće mešanje, ima još jednu neočekivanu osobinu: on pokreće egzotermne hemijske reakcije unutar cementne mase, koje oslobađaju dodatnu energiju.
Ova energija nema gde odmah da ode, tako da dolazi do dodatnog zagrevanja supstance do temperatura od 200-250 stepeni Celzijusa u pojedinim „vrućim tačkama“. To rezultuje u visokoj proizvodnji krečnih klasti koji daju rimskom betonu željene mehaničke osobine. Istovremeno, cement na visokoj temperaturi se lakše i brže oblikuje u željenim kalupima, a i brže se sleže nego hladan cement, što omogućuje generalno ubrzavanje procesa izgradnje.
Ni to nije sve. Najdublji uzrok zapanjujuće trajnosti rimskog betona su njegove samolečeće (eng. self-healing) osobine. Kada se pojave pukotine u betonskoj masi, one će se preferencijalno širiti ka krečnim klastama, koje imaju veću površinu od drugih čestica u matrici. Kada voda prodre u pukotine, ona reaguje sa krečom i formira rastvor bogat aktivnim kalcijumom koji se suši i stvrdnjava u obliku kalcijum karbonata (kalcita), doslovno lepeći pukotinu i sprečavajući njeno dalje širenje.
Upravo ovakvo samolečenje je ključ trajanja kroz vekove i milenijume. Ova pojava je ranije bila uočena u uzorcima uzetim iz još jednog veličanstvenog rimskog spomenika, mauzoleja Cecilije Metele, takođe izgrađenog u vreme Oktavijana Avgusta pored slavnog rimskog puta Via Appia. Na ovoj građevini ima dosta pukotina, ali one nisu izazvale njeno rušenje (osim u manjem delu) zato što su ispunjene kalcitom.
Sada konačno imamo objašnjenje koje nam daje MIT studija: kalcit je nastao samolečećim delovanjem aktivnog kalcijuma. Ovo takođe objašnjava i solidnost rimskih zidova oko velikih pristaništa koji su štitili brodove od plimnih talasa i oluja: uprkos neprekidnom delovanju morske vode, koja erodira brojne moderne materijale na daleko kraćim vremenskim skalama, rimski lučki zidovi na mnogo mesta stoje i dalje.
Kao što kaže drevna engleska izreka, „dokaz je u pudingu“. Kao krunski dokaz čitave studije, Mašić i saradnici su izveli eksperimentalni test pravljenja cementa od pocolanskog pepela korišćenjem živog kreča i vrućeg mešanja. Takođe su sačinili više kontrolnih uzoraka sa običnim krečom i na sobnoj temperaturi. Nakon toga su izvršili testiranje na pukotine, nanoseći uzorcima ciljana oštećenja pneumatičkim čekićem i udarnim talasima; ovo je rezultovalo u pukotinama tipične širine 0.5 milimetara.
Konačno, puštena je voda da različitim protokom prolazi kroz tako nastale pukotine. Kao što se očekivalo, vruće mešani „antički“ cement se zacelio za oko 30 dana, a kontrolni uzorci su ostali oštećeni.
Sve ovo nije samo fascinantno poglavlje antičke istorije i istorije tehnologije. Naprotiv, kako Mašićeva grupa napominje, metode koje su današnja verzija drevne rimske proizvodnje cementa itekako imaju primene, naročito u ovo doba kada se sve više govori o 3D-štampi betonskih kontrukcija.
Sve ovo nam nudi još jednu pouku koja će nažalost biti totalno ignorisana: i ono nam što se čini najčvršćim je na duže staze krhko i osetljivo. Rimska civilizacija je svakako bila jedna od najsolidnijih ikada – i u doslovnom, i u prenesenom smislu.
Pa ipak, uprkos gotovo nezamislivim postignućima u domenu tehnologije, saobraćaja, vladavine prava ili umetnosti, rimska civilizacija je propala pod pritiskom varvara i destruktivnih ideoloških ideja i mema. Besmrtni Edvard Gibon je onomad ubedljivo pisao o „trijumfu varvarstva i religije“.
Ne ulazeći u detalje vekovne rasprave o uzrocima, ishod je dovoljno jasan. Od Rima u kojem su precizno dizajnirani akvedukti donosili čistu vodu, a kompleksni sistem kanalizacionih cevi odvodio prljavu, u kojem su putevi bili dobro popločani i redovno održavani, a na njima su postojala saobraćajna pravila o mimoilaženju i preticanju, od betonskih tehnologija koje nam danas objašnjavaju Mašić i njegovi saradnici, stigli smo do npr. Rima iz doba Bordžija.
Tu ljudi masovno umiru od kolere i drugih boleština, žive kratko i bedno, gotovo svi na ivici gladi, bez tekuće vode (mada se vide ruševine akvedukata i sličnih objekata), putevi su neodržavani, a većina sveta koja živi u drvenim i slamnatim straćarama su nepismeni fanatici koji se klanjaju pozlaćenim simbolima metafizičke doktrine, jednom zlom starcu u Vatikanu i njegovom kriminalnom klanu.
Pad antičkog sveta usporio je kulturnu i tehnološku evoluciju čovečanstva – zaključak Karla Segana iz Kosmosa da bismo, da nije na više od hiljadu godina nestalo tekovina helenističke i rimske nauke i tehnologije, verovatno već putovali ka drugim zvezdama, nije još uvek nigde ubedljivo osporen.
Kao što je govorio veliki Džon B. S. Holdejn: „Civilizacija je vrlo komplikovan izum koji je verovatno izmišljen samo jednom. Ako bi nestao, može se desiti da se nikada više ne pojavi… I ako bi trebalo da se popravi, nema nade za to sem u nauci.“
Mislimo o tome. Što češće.
* Stavovi izraženi u kolumnama predstavljaju isključivo lične stavove autora, a ne stavove uredništva Talasa.
Naučni savetnik Astronomske opservatorije u Beogradu