0Autor: John Gribbin (editor consultant)
Rating:
Editura: All

(ediţia în limba engleză)

Pace şi bine!

Filosofii ştiinţifici!

Am impresia că filosofii contemporani s-au grăbit să-şi anexeze tendinţa spre înţelepciune, izolându-se radical atât de literatură cât şi de ştiinţă. În fond, oamenii de ştiinţă, cei pe care-i vizează cartea editată de John Gribbin, sunt la fel de pasionaţi de cunoaştere, dar într-un mod sistematic şi cu probe. Armele lor infailibile sunt experimentul şi observaţia. Au intuiţia unei mari descoperiri şi îşi urmează stăruitor acest vis ajungând să facă invenţii miraculoase - să zicem, dintre multe altele, zborul ori comunicarea instantanee cu orice om de pe Pământ. Teoriile lor schimbă întregul drum al cunoaşterii - inclusiv faţa filosofiei. De aceea poate ar trebui să-i numim pe oamenii de ştiinţă filosofii concretului, înţelepţii în halate albe.

Preliminarii

Mi se pare că şansa de a vorbi despre o enciclopedie a ştiinţei nu e de ici, de colea. Mai ales că în fiecare dintre domeniile abordate sunt menţionate informaţii până dincolo de anii 2005 006 ceea ce oferă iluzia participării la ultimele răcnete în materie. O enciclopedie care se dovedeşte ulterior nu uşor de străbătut şi presupunând mai ales o cultură liceală anterioară temeinică. Aici ar fi pragul de jos al cititorului său ideal care trebuie să fi cunoscut o inflamare pasională în adolescenţă pentru măcar una dintre disciplinele cărţii.

Explorări în idee, în experiment, în universul macro sau micro. Frontierele cunoaşterii. Legile cele nevăzute ale lumii. "Cărămizile" existenţei. Astfel de expresii fundamentaliste îmi circulă prin minte aidoma unor reclame de săpun. Undeva în fiordurile creierului îmi sună slab un clopoţel. N-o fi enciclopedia asta un fel de transcript de emisiuni Discovery, împănată de fapt cu imagini inadecvate şi cu exemple discutabile? Un prof de matematică uitându-se în viteză prin capitolul dedicat acestei discipline a şi remarcat o suită de inexactităţi - de exemplu nu există teorii haotice şi non-haotice în matematică sau sunt folosiţi alţi termeni decât cei din jargonul de specialitate.

Totuşi intenţia auctorială se dovedeşte inutilă până la capăt? Termenul ales, Scurtă istorie a ştiinţei, o disculpă încă de la început. Cine vrea un fenomen ştiinţific în profunzime, să pună mâna pe studiile serioase sau să citească din operele savanţilor celebri. Am senzaţia că este vizat doar un public cu intenţii formative, ia să văd ce s-a mai întâmplat prin mate, fizică, biologie" Este de asemenea şi o condensare a ideilor fiecărei discipline, intenţia lor generală, aleatoriul dezvoltării lor, chestii pe care de obicei elevii nu le văd în studiile lor monodisciplinare considerate de obicei ca inutile, neinteresante, fără valoare.

Această enciclopedie ne aminteşte că există şi alt tip de studiu, cel individual, că am ajuns să ne mulţumim curiozitatea îngrozitor de rapid, cu articolaşe de ziar în care suntem anunţaţi de descoperirea a nu ştiu ce mofturi tehnice ori de primirea de premii Nobel de către alte şi alte echipe de savanţi. Dar cât de convenabil uităm de aceste eforturi îndelungi la următoarea ştire despre un nou parfum, meci ori politician.

Maestrul Richard Dawkins şi ucenicul său Aristotel

Deschizând Scurta istorie" dăm peste articolul introductiv al savantului american Richard Dawkins, "Ştiinţa acum", construit pe ideea prezenţei unui alter ego depărtat în timp, respectiv a fost luat ca nume de referinţă Aristotel care s-ar dovedi entuziasmat de progresele tehno. Un om modern ştie mai multe aparent decât Newton, Darwin, Einstein. Dar se pare nu cu înţelepciunea noastră l-am impresiona pe Aristotel, ci cu informaţii de genul:
- nu există patru elemente fundamentale ale materiei, ci aproximativ 100
- speciile vii nu au esenţe neschimbătoare, ci evoluează unele dintr-altele
- în prima jumătate de viaţă a Pământului singurele forme vii erau bacteriile şi de fapt noi oamenii suntem doar un conglomerat de bacterii.

Oare apreciază semenii noştri aceste informaţii în ziua de azi? Dimpotrivă, mulţi se laudă încântaţi de ignoranţa lor în fizică sau matematică, dar se ruşinează şi nu zic un cuvânt atunci când dovedesc lipse de cunoştinţe în literatură. Căutând cauzele pentru care ştiinţa este privită suspicios, s-au găsit clişee de genul: Ştiinţa face rău, construieşte bombe atomice, ori ştiinţa este făcută de şoareci de bibliotecă, plictisitori (unui reporter TV i se părea mult mai spectaculos ce se vede din ştiinţă pe micul ecran decât în culise). Poate este şi învăţământul care obligă tinerii curioşi să înveţe mai degrabă despre instrumentele domeniului, în loc de realizările sale. Poate ideile de genul celor care cred că misterele îşi pierd poezia dacă sunt dezlegate. De fapt apar altele mai profunde, cu o nouă estetică fascinantă.

Cartea nu este exhaustivă, ci expune informaţii doar din matematică, fizică, astronomie, chimie, geografie şi biologie. Am încercat - datorită unor motive temporale - să vorbesc mai pe larg despre primele două discipline, iar pentru restul să punctez doar câteva dintre atracţiile lor.

Matematica

În prefaţa celor 34 de pagini dedicate matematicii ni se vorbeşte despre un nou concept: EXTELIGENŢA, respectiv inteligenţa care a ajuns să se extindă acum la toată cultura umană, fenomen datorat apariţiei internetului. Ajung însă doar informaţiile pentru a înţelege lumea? De fapt este nevoie de algoritmi pentru a procesa şi a folosi eficient miliardele de informaţii.

Pe de altă parte, necesitatea matematicii nu e aşa de evidentă ca rolul artei (de exemplu prin reclame sau etichete). Şi atunci care e utilitatea ei? Se pare că este una ascunsă, dar cu valoare fundamentală. Fără matematică civilizaţia noastră s-ar prăbuşi: filmele nu ar mai exista; internetul şi calculatorul s-ar virusa iremediabil; viteza în comunicare ar tinde din nou spre oralitatea antică, avioanele s-ar ciocni unele de altele.

Dintr-o altă perspectivă, matematica a creat instrumente de gândire noi. Lotfi Zadek, un matematician azer a inventat în 1960 LOGICA FUZZY, cu ajutorul căreia se menţine de pildă imaginea fixă a unei camere de luat vederi chiar dacă ne tremură mâna, este incorporată în sistemul ABS de frânare la autoturisme sau funcţionează în programele maşinii automate de spălat.

Aceste explicaţii preliminare despre funcţionalitatea ori inovaţiile raţionale ale matematicii sunt urmate de o scurtă istorie a disciplinei. Am reţinut că după perioada greacă nicio afirmaţie matematică nu a mai fost considerată adevărată fără o demonstraţie logică, riguroasă. Euclid de pildă a adus metoda axiomatică, respectiv un set de propoziţii considerate adevărate prin convenţie de la care se pot dezvolta numeroase direcţii; tot el a demonstrat că există doar 5 corpuri solide: tetraedrul, cubul, octoedrul, dodecaedrul şi icosaedrul. Sau un alt matematician elen, Eudoxius, a realizat majoritatea noţiunilor necesare înţelegerii numerelor iraţionale, cele care, după ce au fost împărţite, nu mai dau acelaşi număr dacă sunt înmulţite la loc.

Tranziţia spre lumea modernă a fost făcută de lumea orientală. Matematicianul islamist Muhammad al-Khwarizmi a fost la originea cuvântului algoritm. Poetul Omar Khayam a fost şi un strălucit matematician rezolvând primul ecuaţia cubică. Chinezul Tsu Ch"™ung Chi a inventariat soluţiile pentru numărul PI.

În Renaştere, italianul Leonardo a descoperit şirul lui Fibonacci, foarte important în tehnologia informaţiei. E alcătuit din şirul în care fiecare număr este suma celor două numere precedente 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89" Johannes Kepler a descoperit în secolul 17 legile mişcării planetelor. Descartes a văzut primul că orice problemă poate fi rezolvată atât cu metoda algebrică cât şi cu cea geometrică şi a introdus coordonatele carteziene (azi folosite în toate graficele).

Leibniz a descoperit rata de schimbare a unei mărimi (raţionament folosit azi la calculul zilnic al valutei). Newton, considerat cel mai mare matematician din istorie, a descoperit elipsa planetelor, cum se propagă undele în aer şi-n apă, cât de mare e Soarele sau Pământul, de ce Pământul e turtit la poli, care sunt caracteristicile mareelor sau traiectoriile cometelor. Cea mai importantă idee a sa a fost că natura poate fi modelată folosind ecuaţii diferenţiale şi astfel ni se dezvăluie o ordine minunată în spatele haosului aparent.

Un lucru fascinant în matematică îl constituie problemele nerezolvate. De pildă matematicianul Fermat, în secolul al XVII-lea, a lăsat o problemă în care trebuia să se demonstreze că 3³ + 4³ = 5³, pe care nimeni nu a putut-o rezolva până în 1994. Între problemele rămase fără un răspuns sigur este şi conjectura lui Goldbach care a cerut să se demonstreze că orice număr par mai mare decât doi este suma a două numere prime.

În perioada modernă englezul Brook Taylor a calculat frecvenţele de vibraţie a coardelor unei viori (ecuaţii care au dus ulterior la crearea sintetizatoarelor şi a televiziunii). Francezul Lagrange a fost preocupat printre altele de stabilitatea sistemului solar, dacă Pământul se va pierde în spaţiu sau va cădea în Soare. Azi ştim cu ajutorul său că nu se poate da un răspuns precis. Carl Gauss a fost matematicianul care i-a dat o replică anticului Euclid descoperind alte 2 poligoane regulate, cel cu 257 şi cel cu 65537 de laturi. Georg Riemann a adus noţiunea de spaţii cu multiple dimensiuni care a stat la baza teoriei lui Einstein asupra relativităţii generale. Un alt matematician, Cantor a descoperit că există mai multe dimensiuni ale infinitului, de exemplu numerele reale în raport cu cele naturale; Henry Poincaré a descoperit rolul haosului, iar una dintre consecinţe a fost crearea fractalilor care fascinează azi în anumite jocuri pe calculator.

Secţiunea dedicată matematicii se încheie cu profeţia probabilă că împreună cu matematica vom ajunge la stele şi că ea este înglobată în tot ceea ce ne înconjoară. Privesc în urma acestui demers prin istoria matematicii. O furtună de descoperiri. Oare de ce ignorăm matematica?

Fizica

Deosebirea dintre fizică şi matematică, se afirmă în prefaţa capitolului, este legată de experiment. Richard Feynman a remarcat cândva că, dacă un experiment nu confirmă o propoziţie matematică, atunci este greşit experimentul. În schimb, în fizică, dacă o experienţă nu confirmă teoria, atunci este greşită teoria.

Această disciplină a debutat în forma sa modernă abia cu contribuţia capitală a lui Isaac Newton. A distrus de pildă ideea că universul este guvernat de zei (care pot determina mersul unei stele după propriul lor capriciu) cu ajutorul ideii existenţei unor legi universale care se aplică peste tot în timp şi spaţiu, rezultând astfel legile de mişcare newtoniene.

Tot de la Newton încoace o problemă care a frământat îndelung fizica este asupra naturii luminii. Acesta afirma că lumina are forma unor corpusculi, în timp un secol mai târziu olandezul Christiaan Huygens demonstra că se propagă sub forma unor unde. Azi ştim de pildă că fiecare culoare corespunde unei alte lungimi de undă a luminii. Tot prin teoria undelor se explică de ce viteza luminii se micşorează într-un mediu dens, ca apa. Ulterior s-a demonstrat că lumina acţionează cumva paradoxal, undă şi corpuscul totodată.

La începutul secolului 19, Michael Faraday a introdus noţiunea de câmp de forţă care poate fi generat cu ajutorul curentului electric. A descoperit principiul de funcţionare al motorului şi generatorului electric. Clerk Maxwell, o vreme studentul lui Faraday, a continuat studiul asupra electricităţii, ajungând să determine viteza luminii, realizând prima mare unificare din fizică a unor fenomene disparate de genul fulgerului în raport cu oglindirile astrelor dintr-un lac. Au rezultat cele 4 ecuaţii ale lui Maxwell care explică aproape tot ce vrem să ştim despre electricitate.

Printre experimentele care contrazic experienţa este şi cel cu frigiderul lăsat cu uşa deschisă. În mod ciudat, acesta în loc să răcească aerul din încăpere, îl încălzeşte. Acest lucru se întâmplă datorită unei legi esenţiale a termodinamicii care spune că într-un sistem închis cantitatea de energie este mereu aceeaşi. Această lege a dus la descoperirea haosului şi a noţiunii de entropie. Astfel s-a constatat că ordinea dintr-o parte implică haosul în altă parte, iar entropia arată cât de ordonat este un sistem.

Celebrul fizician Einstein a descoperit că viteza luminii nu se poate aduna cu o altă viteză. Dacă eu merg într-o maşină cu 60 de km/h aflată într-un avion uriaş care merge cu viteza luminii, viteza mea reală este cea a vitezei luminii, nu cea la care s-ar adăuga 60 de km/h. Studiul acestor viteze luminice l-a dus pe Einstein la realizarea celei mai faimoase ecuaţii din ştiinţă E = mc² şi a avut o consecinţă ce fascinează până azi: cu cât un obiect se depărtează mai repede, cu atât timpul pare să curgă mai greu. Tot acest fizician a reuşit să explice natura gravitaţiei care funcţionează curbând spaţiul şi timpul materiei înconjurătoare. De pildă lumina de la stele care trece pe lângă Soare este deviată de câmpul gravitaţional solar.

Cu ajutorul teoria relativităţii realizată de Einstein s-a ajuns în studiul fenomenelor atomice să se distingă două procedee de eliberare a electronilor, prin fisiunea şi fuziunea nucleară. Pe baza lor s-a reconstituit de asemenea modul de formare al Universului şi cum s-au format stelele din praful stelar. Ulterior în acest domeniu au apărut o serie de descoperiri esenţiale. Cuantele care se mişcă aleatoriu şi care au fost explicate cu ajutorul teoriei incertitudinii a lui Heisenberg. Au fost determinate cele patru forţe elementare ale universului - forţa tare, forţa slabă, forţa electrodinamică, forţa gravitaţională. În sfârşit se vorbeşte de ceva vreme de stringuri, vibraţii cuantice de dimensiuni foarte mici ale protonilor.

Ceva despre celelalte secţiuni ale cărţii

Aş putea continua cu o prezentare similară şi pentru celelalte patru domenii. Poţi găsi noţiuni interesante în fiecare dintre ele.
În astronomie de pildă am aflat că o stea uriaşă cunoaşte mai multe faze de existenţă până să ajungă în starea de gaură neagră sau că se presupune prezenţa unei forme de energie opusă celei gravitaţionale care a fost numită energia neagră.

În chimie viaţa s-a dovedit alcătuită din compuşi organici. Tabloul lui Mendeleev faţă de vremea când studiam eu în liceu şi-a mărit numărul elementelor de la 105 la 118. Am aflat că digestia se face prin tot corpul şi că mâncăm o mulţime de microbi, majoritatea inofensivi, iar îmbătrânirea este un fenomen de coacere lentă (datorită zaharurilor din digestie).

În geografie mi s-a reamintit că pământul nu este imobil, continentele se ciocnesc între ele, polii rătăcesc de la nord la sud, iar aceste mişcări tectonice imense au drept consecinţe extincţii în masă. Tot acolo se tratează şi despre dilema dacă suntem singuri sau nu în Univers fără însă să ni se dea decât un răspuns probabil. Dacă ar fi fost categoric pozitiv sau negativ probabil că această enciclopedie ar fi fost cea mai cumpărată carte actuală.

În biologie, plecându-se de la noţiuni ca ereditate şi gene, discuţia este concentrată în special pe problema ADN-ului, a modului cum se face selecţia naturală, dacă vor putea fi reconstituite animalele dispărute sau strămoşii omului.

În final

Scurtă istorie a ştiinţei se dovedeşte un ghid ştiinţific periat pentru începători care evită pe cât posibil ecuaţiile, tehnicismele ori demonstraţiile încâlcite. Totuşi îţi stârneşte pofta cercetării şi altor cărţi pe aceeaşi temă, eu personal chiar am deschis după nu ştiu câţi ani iarăşi o carte de chimie. În opinia mea am trecut printr-o aventură mai mare decât o excursie în State.

Scrisă de Gabriel Adrian Mirea