Ajnštajn za početnike - Šta je to naučna teorija

"U nauci nema nekog širokg druma, i do njenih sjajnih vrhova može da stigne samo onaj koji se, ne strahujući od umora, vere njenim krševitim stazama."

- K. Marks -

Od kada je nastao čovek posmatra nebo i čudi se onome što vidi. Ima li ikakvog smisla ili svrhe u pojavama koje se dešavaju na nebu?

Do pre nekoliko vekova ljudi su verovali da Zemlja miruje u centru vasione, a Sunce, Mesec, zvezde i planete, kruže oko nas, odajući tako svakodnevnu počast našem jedinstvenom centralnom položaju. Nikakvo čudo što su ljudi tada izmislili astrologiju, jer ako mi zauzimamo centralan položaj u vasioni onda izgled sasvim prirodno da zvezde utiču na naše živote dok se okreću oko nas.

Osnovna lekcija koju je čovečanstvo naučilo u poslednjih 400 godina je da su ta drevna shvatanja bila totalno pogrešna. Zemlja ne zauzima posebno mesto u vasioni. Živimo na jednoj sasvim običnoj planeti, jednoj od devet koje kruže oko tipične zvezde koju nazivamo Sunce. A ta zvezda, naše Sunce, samo je jedna među milijardama drugih zvezda rasutih po našoj galaksiji. Čak i cela naša galaksija nije ništa naročito. Samo jedan pogled kroz najmoćnije teleskope otkriva milione sličnih galaksija rasutih beskonačnim dubinama vasione.

Savremena otkrića astronomije i fizike možda na neke ljude deluju depresivno. Po njihovom mišljenju moderna astronomija nas uči da je čovečanstvo skup beznačajnih mikroba prilepljenih za malu stenu koja kruži oko jedne sasvim obične zvezde, negde u jednoj galaksiji kakvih ima na milione u neshvatljivo ogromnoj vasioni.

Ipak, prednost treba dati drugačijem shvatanju. Tačno je to da smo mi samo jedna liliputanska rasa koja neizvesno lebdi u biosferi koja okružuje jednu malu, plavu planetu. Ali mi, ta sićušna stvorenja, zahvaljujući svom ljudskom umu imamo neobičnu sposobnost da ispitujemo i shvatamo sudbinu vasione. Stvarna lekcija moderne astronomije nije da su naša tela beznačajna, nego da je ljudski um moćan.

Do početka XX veka smisao prostora oko nas bio je potpuno nezavisan od pojma vremena. Obični ljudi, naučnici, svi, lako su se snalazili u ovom našem prostoru sastavljenom od tri pravca: napred-nazad, levo-desno i gore-dole, a vreme, vreme je teklo ravnomerno, uvek istim tempom i uvek u istom smeru, od prošlosti ka budućnosti.

Ali, šta su uopšte to prostor i vreme? Svi ljudi ove pojmove koriste svakog dana, ali retko ko se zapita šta oni zapravo predstavljaju, koje je njihovo pravo fizičko značenje. Svima je dobro poznato da sve što se dešava dešava se negde u prostoru, i u nekom vremenskom trenutku. Kroz prostor se krećemo, on je postojao pre nas, i nastaviće da postoji posle nas. Isto tako je i sa vremenom, vreme neprekidno tečne, na istu stranu, istom brzinom.

Na prvi pogled deluje da prostor i vreme nemaju mnogo toga zajedničkog, ali da li je stvarno tako?

Do početka XX i smatralo se da je tako, ali tada je desilo do velike promene u shvatanju ovih fundamentalnih pojmova prirode. Jedan od najvećih umova moderne fizike je sve to promenio, i u fiziku uveo jedan novi pojam koje je objedinio prostor i vreme. Taj nov pojam bio je prostor-vreme. Uvođenjem ovog novog pojma svet oko nas prilično menja svoj izgled – on prestaje da bude trodimenzionalan i postaje četvorodimenzionalan. Istovremeno, pojavljuje se mnogo pitanja na koje treba dati odgovore: Da li se svet sastoji samo od 4 dimenzije nama poznate dimenzije ili ih možda ima još više? Postoji li mogućnost da putujemo unazad kroz vreme? itd ,itd. Ima još mnogo sličnih pitanja, ali teško je sa sigurnošću na njih odgovoriti.

Naučna teorija je samo jedan model. Ona je skup pravila koja povezuju kvantitet i kvantitet objekata iz modela sa posmatranjima koja se vrše u realnom svetu, pa prema tome ako naš model predvidi da će se nešto dogoditi, ona možemo biti prilično sigurni da će se to stvarno dogoditi (naravno, ako je model tačan).

Ovakav model, odnosno teorija, tj. zakon, postoji samo u mislima naučnika i nigde drugo. "Njutnovi zakoni" nisu zapisani u nekom univerzalnom priručniku, i ne postoji policija koja bi "jurila" one koji ne bi poštovali ove zakone.

Svaka teorija je na svom početku neka mala ideja proistekla iz nekih zaključaka koje na izgled odgovaraju pravom stanju stvari u prirodi, ali ona nije dovoljno proverena niti je o njoj "razmišljao" dovoljan broj ljudi, ili jednostavno nije poznato kako ona može da se proveri u stvarnom svetu.

Ako izvesno vreme teorija ne bude "oborena" eksperimentalnim dokazima, sve više i više naučnika se upoznaje sa njom, ako veliki broj naučnika tu teoriju smatra istinitom, oni počinju da je nazivaju zakonom.

Dobra teorija, ili zakon, moraju biti u mogućnosti da svet opišu onakav kakav zapravo jeste. Dobra teorija takođe mora da predvidi mogućnosti kada se ona neće u potpunosti slagati sa posmatranjima. Svaki put kada se rezultati nekog eksperimenta slažu sa predviđanjem teorije ona ostaje. Ali ako se pojave rezultati nekog eksperimenta kakve teorija ne predviđa teorija se ili prerađuje ili potpuno odbacuje.

Aristotelova teorija da je ceo svet sagrađen od četiri elementa: zemlje, vazduha, vatre i vode bila je dovoljno jednostavna i lako prihvatljiva, ali ona nije davala nikakva predviđanja. Njutnovi zakoni kretanja i zakon gravitacije nisu tako jednostavni, ali na osnovu tih zakona mogu se predvideti neki događaji, ka na primer na osnovu njih je predviđeno postojanje planete Neptun, koja je stvarno i otkrivena 1845. godine.

Treba napomenuti i to da za nijednu teoriju, ma koliko puta se ona pokazala tačnom, ne može da se tvrdi da je ona nepogrešiva, da je sigurno tačna, nikada se sa sigurnošću ne može dokazati da se neće pojaviti neki eksperiment koji neće biti u suprotnosti sa datom teorijom. Hiljadu eksperimenata može potvrditi teoriju i ona ostaje da važi ali dovoljno je da se pojavi samo jedan eksperiment čiji rezultati nisu saglasni sa teorijom, i teorija je pogrešna. Ptolomejev model svemira bio je prihvaćen 1400 godina, ali iznenada je dokazano da on nije tačan. Na sličan način Njutnov zakoni su bili prihvaćeni 200 godina, ali danas se zna da oni ne važe baš uvek, poznati su uslovi pod kojima ovi zakoni ne važe!

Ajnštajn za početnike

< SADRŽAJ • Prostor i vreme: Aristotel >
[1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |7 | 8 | 9 | 10 | 11 ]