Voyager-nova generacija
petak, 16.12.2011.
Ruđer Bošković
Ruđer Bošković je rođen u Dubrovniku kao šesti sin i osmo dijete u obitelji koju su osnovali Nikola Bošković i Pavle Bettera 18 svibnja 1711. Ubraja se među najistaknutije svjetske znanstvenike svoga vremena. O njegovu krštenju imamo i zapis "Ljeta Gospodnjeg 1711. dana 26. svibnja Ja Marin Caroli župnik i sakrista krstio sam dijete rođeno 18. dana istoga od supruga Nikole Boškovića i Pave pokojnog Bartolomea Bettere, kojem je djetetu umjesto Dominika Bettere njegovog brata, i Senta, supruga G. Vincentija M. Volati."
Iza njega doći će na svijet još sestra mu Anica, a prije su se već rodili Marija Ruse, Marija 'Dumna', Božo, Bartolomej Ignacije, Ivan Dominik, Petar i Marko Antonije. U vrijeme Ruđinog rođenja otac mu je već bio nepokretan. Otac se rado sjećao svojih mladih dana koje je proveo u Novom Pazaru kao trgovac. Nije bio naročito bogat ali su mu prihodi ipak bili dovoljni da izdržava brojnu obitelj. U kući je vladao duh ozbiljnosti i reda, a cijela je obitelj naginjala isusovačkom moralu.
Djeca su imala tipično dubrovačko djetinstvo, igrala su se oko Orlandova stupa, pohađala iste škole i crkve. Igrajući se tako Ruđer umalo nije poginuo za vrijeme potresa kada je kamena glava svetog Vlaha pala sa stupa. Prvu školsku poduku Ruđer je dobio od don Nikole Nikea, u isusovačkom duhu. Osnovnu školu je polazio kao većina trgovačke djece u isusovačkom kolegiju gdje je učio gramatiku, humanioru i retoriku. U svemu je bio ispred svojih vršnjaka, a naročito se iskazivao marljivošću, intuicijom i lakim usvajanjem gradiva. Zato je s 14 godina poslan u Rim na dalje školovanje u glasoviti Collegium Romanomum (Rimski kolegij). U toj školi zabranjeno je bilo učenicima diktirati gradivo. Učilo se mnogo, uz svesrdnu pomoć nastavnika, ali se i odmaralo u lijepim isusovačkim odmaralištima. I tu se Bošković istakao, a Crkva je cijenila istaknute učenike i svesrdno ih pomagala. Prvo je tri pripremne godine proveo u novicijatu Svetog Andrije, a potom je u istom novicijatu slušao retoriku. Poslije pet godina stekao je pravo prijeći u Rimski kolegij gdje je pet godina slušao filozofiju i matematiku. U matematiku ga uvodi Horacie Borgondino, tipični humanist, ljubitelj poezije, poznavatalj djela Euklida, Apolonija i Arhimeda, predani aristotelovac u vrijeme kada se ozbiljno sumnja u to učenje. Ipak, Bošković će se kasnije žaliti da u to vrijeme za matematiku nije imao ni dobrih knjiga ni dobrog učitelja. Godine 1732. lakše je obolio pred ispite, ali ih je ipak uspio položiti. Bolesti, ma kako se uvijek činile banalnim, biće njegove pratiteljice cijelog života.
Završivši prvi stupanj studija Bošković je morao prihvatiti posao u nižim zavodima gdje se zadržao pet godina. Od 1733. učitelj je gramatike u Rimu. Učenika je bilo mnogo, a posao dosadan. Kada je postavljen za nastavnika u Isusovačkom kolegiju u Fermu odahnuo je. Uvečer je mogao raditi na osobnom usavršavanju jer mu je to novi posao dopuštao. Tako piše pisma i svoje radove šalje prijateljima. Želi se posvetiti poručavanju Newtona koji nema mnogo obožavatelja u Europi.
Priča govori kako je jednom prilikom Newtonu jabuka pala na glavu, on se nad tim događajem zamislio i tako je otkrio zakon gravitacije. Izgleda da priča o gravitaciji i klasičnoj fizici koju je Newton formulirao započinje zapravo nekoliko stoljeća prije Newtona. Tada je jedan redovnik naučavao ovako. Bog je Ljubav. Ovaj svemir i ljude stvorio je iz ljubavi. Odraz te svoje neizmjerne ljubavi ugradio je u sve stvoreno, tako da sve stvoreno teži izvoru te ljubavi, sve stvoreno teži Bogu. Budući da je ta iskra Božje ljubavi prisutna u svemu stvorenom, to se sve stvoreno također međusobno privlači tom istom ljubavlju.
Newton je zaključio kako ta privlačeća ljubav mora biti nešto poput volumena, što je tijelo veće, to je veći izvor privlačenja. To privlačenje se širi u okolni prostor. Ako to “zračenje” privlačenja zamislimo poput svjetlosti onda možemo doći do zaključka kako to privlačenje ovisi o udaljenosti. Kako se udaljenost povećava to intenzitet opada s kvadratom udaljenosti. Privlačenje će, dakle, isto opadati s kvadratom udaljenosti. Ono “nešto” što “zrači” to privlačenje Newton je nazvao masa, što mnogi i danas krivo poistovjećuju s težinom. Newton je ispravno zaključio kako je težina tijela jakost, sila kojom Zemlja privlači to tijelo. Što tijelo ima veću masu to će i privlačenje Zemlje biti veće, pa masu možemo čak i mjeriti pomoću težine (vage), ali ipak treba znati da je težina sila kojom Zemlja privlači, a masa je svojstvo tijela. Tako bi na primjer na Mjesecu imali 6 puta manju težinu, ali masa bi vam ostala ista.
Newton je tako došao do zaključka kako između svih tijela djeluje privlačna sila koju je nazvao gravitacija, a ta sila ovisi o masama tijela i opada s kvadratom udaljenosti. Galileo je prvi eksperimentator koji se igrao kuglama, kotrljao ih niz kosinu i proučavao njihovo gibanje. Za razliku od velikog autoriteta Aristotela koji je naučavao da samo sila uzrokuje kretanja, Galileo je naučavao nešto sasvim suprotno, a to je da tijelo u gibanju ostaje u tom stanju ukoliko ga nešto (neka sila) ne prisili da se zaustavi. Newton je to Galilejevo učenje prihvatio. Sila je ta koja tijelo pokreće na kretanje, ali za samo kretanje sila nije potrebna. Brzina tijela je promjena položaja u malom vremenskom intervalu. Sila ne uzrokuje promjenu položaja nego promjenu brzine. Odaberete kratki vremenski interval i pogledate za koliko se promjenila brzina. To što dobijete je ubrzanje, promjena brzine u vremenu. Poznata formula F = ma je mnogo više od tri slova i znaka jednakosti. To je zapravo čitava filozofija ovog svemira.
Prije njih je još Kopernik tvrdio da se Zemlja vrti oko Sunca za što i nije baš imao podršku iz redova Crkve i znanstvenih krugova. Strpljivi Brahe je odlučio riješiti dilemu. Strpljivo je godinama, iz noći u noć, za ono doba fantastičnom preciznošću, mjerio položaje planeta. Skupio je tako tisuće i tisuće eksperimentalnih podataka koji su došli u ruke Kepleru. Kepler je također bio jako religiozan (općenito su prvi znanstvenici bili religiozni, htjeli su samo znati nešto više o svijetu u kojem žive, ne dovodeći time u pitanje postojanje Boga) i strahovito se mučio s Braheovim podacima. Htio je iz njih dokazati da se planete kreću po kružnicama, a Sunce je u središtu tih kružnica. Kružnice su savršene, dostojne Boga, a Sunce koje je u središtu svemira samo je slika Boga. Tako je razmišljao Kepler. Podaci se međutim nisu slagali. Postojala su prevelika odstupanja izmjerenih položaja planeta od onih koji bi trebali biti ukoliko se planete okreću po kružnicama. Ta odstupanja su bila puno veća od pogrješke koju je mogao napraviti strpljivi i precizni Brahe.
Na kraju, Kepler je morao priznati da se planete okreću po nesavršenim, “deformiranim” kružnicama koje se zovu elipse. Sunce je u jednom od dva žarišta elipse. Kepler je otkrio i druge zakonitosti. Vjerojatno je bio jako razočaran elipsama i pitao se zašto je savršeni Bog dao planetama te nesavršene putanje, elipse. Odgovor na to pitanje dao je tek Newton. Sila kojom Sunce privlači planete mogla bi ovisiti na bilo koji način o udaljenosti ukoliko bi se planete kretale po “savršenim” kružnicama. Budući da se planete kreću po “nesavršenim” elipsama to sužava izbor ovisnosti privlačne sile o udaljenosti od beskonačno mnogo mogućnosti na samo jednu - privlačna gravitacijska sila tada mora opadati s kvadratom udaljenosti. Upravo ono što je Newton zaključio! Bog je eliptičnim, po Kepleru nesavršenim putanjama, dao Newtonu do znanja da je njegov zakon obrnutih kvadrata točan.
Zakon gravitacije koji govori kako privlačna gravitacijska sila opada s kvadratom udaljenosti i Newtonovi zakoni gibanja omogućuju izračunavanje putanje “malog” tijela kojeg privlači recimo Sunce. “Malo” tijelo u tom smislu da je njegova masa zanemariva u odnosu na masu Sunca. Zašto? Newton je otkrio i načelo akcije i reakcije. Ako tijelo A djeluje na tijelo B nekom silom, onda tijelo B djeluje na tijelo A tom istom silom ali suprotnog smjera. Recimo skokom u zrak odgurnuo sam se od Zemlje, ali je također istovremeno i Zemlja odgurnuta. Zemlja me privlači i ja padam nazad, ali i ja privlačim Zemlju i ona pada prema gore, prema meni. Ovo je sve doista točno, ali “padanje” Zemlje prema gore, prema meni, kad ja skočim u zrak ne može se nikakvim instrumentima zapaziti jer je to kretanje Zemlje onoliko puta manje od mog gibanja koliko je puta moja masa manja od mase Zemlje. Možete, dakle, od sadašnjeg trenutka napraviti “veliki skok” u vremenu i izračunati položaj u bilo kojem budućem ili prošlom trenutku. To nam sve omogućava izračune kod lansiranja raketa na Mjesec i razne putanje te u najnovije doba na Mars. Početak je bio u računanju putanje od Zemlje do Mjeseca i izračunavanju potrebne brzine, ubrzanja, količine goriva, mase rakete, potiska rakete i kasnijem testiranju je li moguće sagraditi takvu raketu itd. Sve to zahvaljujući Newtonovoj fizici.
Kad je riješen problem dvaju tijela, sljedeći problem koji je došao na red bio je problem triju tijela. Recimo triju zvijezda. Znate njihov početni položaj, brzine i njihove mase i to vam je dovoljno da izračunate koji će biti njihovi položaji i brzine u bilo kojem trenutku u budućnosti ili koji su bili njihovi položaji i brzine u bilo kojem trenutku u prošlosti. Nakon tri tijela na red dolaze četiri, pet, šest… sve dok se ne shvate zakonitosti i problem poopći na proizvoljan broj tijela, recimo na galaktiku s 10 na 11-u (sto milijardi) zvijezda, svaka sa svojom masom, položajem i brzinom.
Uzmete mali korak od recimo jednog sata za kretanje planeta ili možda minute, ili sekunde ili onog vremenskog intervala unutar kojeg se neznatno mijenjaju i položaj i brzina i ubrzanje i sila. Imate početni položaj i brzinu vaših triju ili više tijela. Pomnožite brzine vaših tijela s tim malim vremenskim intervalom (“mali korak”) i dobit ćete pomak tijela u tom vremenskom intervalu. Taj pomak dodajte početnom položaju i dobit ćete novi položaj na kraju vašeg vremenskog intervala. Iz položaja tijela odredite njihove udaljenosti, iz njih međusobne sile, a iz sila ubrzanja. Pomnožite ubrzanje s vremenskim intervalom i to dodajte brzini. Dobili ste novu brzinu. Postupak ponovite za drugi vremenski interval. Iz brzine i starog položaja određujete novi položaj, iz ubrzanja i stare brzine novu brzinu, a iz novog položaja nove sile i nova ubrzanja. Tako, mali korak po mali korak, možete doći i do vremena koje predstavlja “veliki skok”. Ako vam je na primjer mali korak jedna sekunda, nakon milijardu ovakvih malih koraka znat ćete položaj vaših tijela tridesetak godina u budućnosti.
Ruđer Bošković je Newtonovu teoriju “dotjerao” tako što je pretpostavio da postoje materijalne točke oko kojih se javlja univerzalna sila koja s povećanjem udaljenosti nekoliko puta od privlačne postaje odbojna i obrnuto, a na većim udaljenostima je privlačna i opada s kvadratom udaljenosti. Gravitacijska sila, dakle, po Boškovićevu mišljenju mijenja svoju narav nekoliko puta na malim udaljenostima. Uzmimo na primjer oprugu koja se po Boškovićevu mišljenju sastoji od materijalnih točaka. One su na međusobnoj udaljenosti na kojoj sila iz odbojne prelazi u privlačnu. Stisnemo li oprugu udaljenost se smanjuje i javlja se odbojna sila, a ukoliko oprugu razvučemo udaljenost se povećava i javlja se privlačna sila. U svakom slučaju materijalne se točke nastoje vratiti u stanje ravnoteže. Zato je potrebno da ta univerzalna sila mijenja svoj karakter iz privlačne u odbojnu i obrnuto. Vjerojatno je Bošković zamišljao kako su kod olova materijalne točke najgušće, na najmanjoj udaljenosti gdje univerzalna sila postaje nula, a kod pluta na najvećoj ravnotežnoj udaljenosti. Ove njegove teze kasnije dalje razvija Michael Faraday britanski znanstvenik (fizičar i kemičar) koji je odgovoran za mnoga otkrića na području elektromagnetizma i elektrokemije. Izumio je i prvi oblike stroja koji je kasnije postao Bunsenov grijač, neizostavni dio u laboratorijima kao izvor topline.
Bohrov model atoma je direktan potomak Boškovićeva modela atoma. Atom svodi na središnju točku oko koje se šire oblaci privlačno-odbojnih sila (Boškovićevo polje).
U optici je poznat po instrumentima kao što je prizma s promjenljivim kutom i kružni mikrometar.
U svojoj knjizi Elementa matheseos universae, Rim 1754., daje znatan broj teorema iz trigonometrije, prvi izvodi četiri osnovne diferencijalne formule sferne trigonometrije, kao i oskulatorni krug.
U raspravi De aestu maris (1747.), prvi među matematičarima govori o neeuklidskoj geometriji, u kojoj se s krivuljama radi isto kao i s pravcima, te predlaže geometriju s tri i više prostornih i jednom vremenskom veličinom, koja se danas i upotrebljava.
Bavio se i astronomijom i objavio pet knjiga pod nazivom Opera pertinentia ad opticam et astronomiam (1785.) U njima izlaže svoju teoriju o aberaciji svjetlosti, te kao i Einstein smatra brzinu svjetlosti konstantnom. Po njemu je sve relativno, kako prostor, tako i vrijeme. Mjerila nisu konstantne duljine i smanjuju se u pravcu kretanja. Kao metodu za pronalaženje skretanja svjetlosne zrake pri prolazu kroz razne sredine, preporuča pokuse s dva dalekozora od kojih je jedan ispunjen vodom. Ispitujući krivulju astronomske refrakcije, prvi određuje visinu troposfere. Iz tri opažanja Sunčevih pjega određuje rotaciju Sunca i njegov promjer, izvodi jednadžbu šestog stupnja za kretanje kometa, koju su kasnije prihvatili Olbers, Langrange, Opolcer i Wilkens. Zamišlja zvijezde kao veća ili manja sunca. Njegova atomistika predvidjela je zvijezde s vrlo gustom i vrlo razrijeđenom materijom, divove i patuljke, koji su otkriveni tek u 20. stoljeću. Zvjezdarnica u Breri blizu Milana, za koju je izradio planove, bila je najmodernija u to doba. Osnovao je praktičnu astronomiju, prvi ukazao na potrebu ispitivanja grešaka mjernih instrumenata i dao formulu za ispravke grešaka.
U geodeziji, 1741. Ruđer Bošković je iznio ideju o geoidu kao obliku Zemlje. U knjizi De litteraria expeditione per pontificiam ditione ad dimentiendos meridiani gradus et corrigendam mappam geographicam, iussu et auspiciis Benedicti XIV (1755.) prvi obraća pažnju na skretanja vertikala, što je, po njemu, posljedica nerazmjerne raspodjele masa na površini Zemlje. U tu je svrhu 1750. izveo mjerenje meridijanskog luka između Rima i Riminija zajedno s Christopherom Maireom i razvio mrežu trokuta s dvjema geodetskim osnovicama kod Rima i Riminija. Knjiga je prevedena i na francuski 1770. godine.
Bošković je bio dubokog kršćanskog uvjerenja i znanstvenog rada, što se danas nažalost izbjegava smještajući znanost u čudnu neutralnost pri čemu se misli da bi vjera štetila znanstvenoj objektivnosti. Studije teologije počinje 1738. s velikim marom. Uvijek je ispred drugih i nikada se ne žali na prezauzetost. Zbog svoje izuzetnosti postavljen je za akademika logike, što mu je samo donijelo nove obaveze. Pored svega bavio se i proučavanjem kometa, zbog čega je provodio mnoge besane noći. Godina 1740. zabilježena je u isusovačkim knjigama po čitanju prve Boškovićeve mise u crkvi svetog Ignacija, poslije koje je položio odgovarajući ispit, poznat kao Atto piccolo, a 1741. i posljednje ispite.
Prvi njegov rad bio je "O sunčevim pjegama", a koji je objavljen 1736. godine. Naredne godine (1737.) objavio je dvije rasprave. I tako iz godine u godinu neće proći nijedna godina njegova života, a da ne objavi makar jedan rad. Njegove su rasprave odmah bile zapažene, kako po svojim znanstvenim novostima tako i po latinskom jeziku u kome će dati mnoge vješte stihove. U tim ranim Boškovićevim raspravama javljaju se nagovještaji njegovih velikih ideja o beskonačnosti, relativnosti, prirodnoj filozofiji. Međutim najviše se bavi pitanjima praktične astronomije, stupajući u stvaralački dijalog s postojećim saznanjima dovodeći ih u sumnju ili ih unaprijeđujući. Putokaz mu je Newton, čiji je on najveći propagator u okviru Rimskog kolegija.
Bošković 1740. postaje lektor matematike u Kolegiju. On je bio veoma dobar pedagog sa smislom za jasno i metodično izlaganje znanja iz matematike, fizike, mehanike i astronomije. No, znao se zanijeti se i odlulati putevima kojim ga učenici nisu mogli slijediti, te su ga morali upozoravati na takvo što. U tome su često prednjačili mladi Dubrovčani.
Preminuo je 13. veljače 1787. u 11 hi zbog komplikacija s plućima. Njegova smrt oglašena je u Dubrovniku kao nacionalna žalost, služena je misa za koju je posebno pisana glazba, držani su posmrtni govori i skupovi. Ali spomenik velikom hrvatskom geniju podigao je on sam, s više od 75 knjiga kapitalnih radova iz matematike, mehanike, astronomije, optike, filozofije i književnosti. Ipak, Bošković je ljudska djela smatrao trošnim i prolaznim ("Kad vidim kamene spomenike kako su propali, izbrisana slova na njima, onda pomislim što će biti s ovim što ja radim!"), a najveći užitak je osjećao u pomaganju bližnjim i jadnim. Njegovim imenom nazvana su razna društva, edicije, ulice i trgovi, institucije, a među ostalim institut za nuklearnu fiziku u Zagrebu.
U procesu monetarnog osamostaljenja Republike Hrvatske 23. prosinca 1991. u optjecaj je pušten hrvatski dinar kao privremeni novac. Na svim apoenima (1, 5, 10, 25, 100, 500, 1000, 2000, 5000, 10.000, 50.000 i 100.000) hrvatskog dinara bio je lik Ruđera Boškovića.
