Šta bi bilo: Svet bez Isaka Njutna

Sredinom 1665. godine Univerzitet u Kembridžu je zatvoren zbog epidemije kuge. Ova istorijska zaraza harala je Londonom i njegovom okolinom godinu i po dana i odnela više od sedamdeset hiljada žrtava. „Svakodnevno smo slušali bezbrojne žalosne priče“, opisuje ovo doba engleski pisac Danijel Defo u svom poznatom romanu-hronici „Godina kuge“, na osnovu obimnog materijala i svedočanstava koja su mu bila dostupna.

„Ponekad bi na samoj pijaci pali mrtvi čovek ili žena, jer mnogi ljudi koji su imali kugu nisu znali ništa o tome sve dok unutrašnje trovanje ne bi zahvatilo njihove najvažnije organe i oni bi umrli za nekoliko trenutaka. Ovo je bilo uzrok što su tako mnogi iznenada umirali na ulici, bez ikakve opomene; neki su možda imali vremena da se odvuku do najbližeg magacina ili štale, ili bilo kakvog trema, da tu sednu i umru, onako kako sam već kazao“, piše Defo.

Nije teško zamisliti da je u tom užasu na londonskim ulicama, među nepoznatim žrtvama Velike kuge, na kakvom napuštenom tremu pronađeno i telo Isaka Njutna, ćutljivog dvadesetrogodišnjeg mladića koji je u aprilu diplomirao na Triniti Koledžu u Kembridžu i po zatvaranju univerziteta pokušao da otputuje u Vulsthorp, svoje rodno mesto u oblasti Linkolnšir.

Na sreću, slavnom fizičaru, matematičaru i filozofu Isaku Njutnu (1642-1727) uspelo je da napusti zaraženi grad i on je doba Velike kuge proveo na selu gde je započeo neka od svojih najvećih istraživanja [1]. Međutim, šta bi se desilo da Njutn nije preživeo veliku epidemiju? Koliko bi današnji svet izgledao drugačije kad bismo iz njega izostavili Njutna i njegov izuzetni doprinos napretku civilizacije?

Jedan scenario

Četiri stotine godina kasnije verovatno ne bismo imali univerzalnu teoriju gravitacije. Bilo bi prisutno više mogućih objašnjenja gravitacionog privlačenja, poput onog koje je 1690. godine ponudio Kristijan Hajgens (1629-1695) u delu “Discours de la cause de la pesanteur” [2]. Fizika u celini bi bila podeljena na škole, čiji bi se uticaj periodično smenjivao.

Švajcarski matematičar Leonard Ojler (1707-1783) bi verovatno ostao pri svojoj prvobitnoj hipotezi da planete kruže oko Sunca zbog vrtloga u gasovitom etru i nikada ne bi ni saznao za blagodeti koje je ponudila Njutnova dinamika. Teško da bi markiz Pjer-Simon Laplas na takvoj čisto hipotetičkoj podlozi razvio matematički aparat kojim je 1786. godine, sledeći Njutnove zakone, opisao kretanja tela u Sunčevom sistemu [2].

Njutn

Optika bi naročito bila pod uticajem Hajgensove talasne teorije, posebno što je 1802. godine doživela potvrdu u eksperimentima sa interferencijom Tomasa Janga (1773-1829). Ona nikad ne bi bila dovedena u sumnju korspukularnom teorijom svetlosti koju je zagovarao Njutn, pa je malo verovatno da bi se uopšte otvarala dilema o dvojakoj prirodi svetlosti, koja je početkom XX veka presudno uticala na razvoj kvantne fizike [2].

Vrlo je verovatno da bi neka Njutnova praktična istraživanja sa teleskopom i prizmama bila izvedena od drugih naučnika, s obzirom na popularnost ovakvih istraživanja u to doba. Takođe, diferencijalni račun, kao i drugi Njutnovi doprinosi matematici bi verovatno bili dostignuti, posebno jer je Njutnov slavni savremenik, nemački matematičar Gotfrid Lajbnic (1646-1716) inače nezavisno od njega razvio diferencijalni i integralni račun [3], mada bi ova saznanja isprva imala mnogo manju primenu u matematičkoj fizici.

Međutim, bez ključnog Njutnovog dela „Philosophiae Naturalis Principia Mathematica“, koje je Njutn objavio 1687. godine, nauka danas ne bi bila ni približno ista. Bez ove knjige, ne samo da ne bismo imali formulacije Njutnovih zakona, već ni fizički zakoni ne bi bili shvaćeni na onaj univerzalni način koji je doveo do stvaranja velikih fizičkih teorija [1]. Ne bi bilo temelja na kojima bi se podigla Maksvelova elektrodinamika i Ajnštajnova teorija relativnosti, kao ni Njutnovog naučnog metoda [3].

Znanje o jabuci

Svet danas bi zbog toga bio zaostaliji i usporeniji u razvoju, sujeverje i religiozne dogme bi bile znatno ubedljivije, a obični ljudi mnogo neprosvećeniji. Sa druge strane, među obrazovanim ljudima svet znanja bi bio viđen ekstremno tehnokratski, specijalistički ustrojen, zasnovan na slučajno otkrivenim zakonima ili hipotezama koje se niko ne usuđuje da generalizuje i ujedini u fundamentalne zakonitosti.

Bez Njutna bi autoritet filozofa Aristotela bio mnogo veći i vrlo je verovatno da bi se ta specijalizirana nauka, aristotelovski shvaćena kao drugorazredna duhovna disciplina, zadovoljavala objašnjenjem prostih prirodnih fenomena i njihovom potonjom primenom, dok bi pitanje osnovnih uzroka bilo izvan nauke – verovatno bi pripadalo filozofiji i tretiralo bi se na isti način na koji NOMA koncept (non-overlapping magisteria) danas razgraničava domen nauke i religije.

Bez Njutna bi bilo mnogo manje matematičke apstrakcije u nauci – većina pojava u prirodi bi bile objašnjene emiprijskim zakonima koji bi važili samo pri strogo definisanim uslovima i odnosili se samo na konkretne, nepovezane i pojedinačne fenomene, dok bi generalizacije mnogo više bile tretirane kao dilentatizam, koji ne priliči nauci.

Moguće je da bi bez Isaka Njutna svet bio dramatično usporeniji u razvoju, a nauka shvaćena kao drugorazredna duhovna disciplina koja se ne bi bavila pitanjem osnovnih uzroka.

Pogledajmo čuveni primer sa Njutnovom jabukom. Prema slavnoj legendi, veruje se da je Njutn došao do teorije gravitacije jer mu je, tokom boravka na imanju u Vulsthorpu, jabuka pala na glavu. Ova priča nije istinita, mada istoričari nauke, na osnovu sačuvane prepiske, smatraju da je Njutn na ideju o univerzalnom zakonu gravitacije zaista došao posmatrajući jabuku koja pada sa drveta [4]. Njutn je tada shvatio da svake dve mase u Univerzumu deluju uzajamno silom koja je obrnuto proporcionalna kvadratu njihovog rastojanja.

Kako bi se na pad jabuke gledalo da nije bilo Njutna? Verovatno bi negde i bilo izračunato gravitaciono ubrzanje Zemlje, kojim jabuka pada sa drveta, ali to bi teško bilo uopšte zapaženo, niti izraženo apstraktnim zakonom koji je primenljiv na bilo koje telo. Znanje o padanju jabuke bi se nalazilo u debelim, agronomskim priručnicima koji bi sadržali podatke i silne tablice o tome koja vrsta jabuke, u kom dobu godine, sa koje visine stabla, pada na zemlju kojom brzinom. Bilo bi nezamislivo drugačije razmišljati o brzini padanja bilo kog tela, kao što se u nekim inženjerskim disciplinama danas ne može drugačije osim preko tablica govoriti o pritisku ili zapremini nekog gasa u kakvom industrijskom procesu.

Vekovi praktičnog uma

Bez Njutnovog presudnog doprinosa, apstraktne teorije u narednim vekovima ne bi lako stekle popularnost i ostajale bi samo vanredni događaji [8]. Ako bi, čak, došlo do proboja poput sistematizacije termodinamičkih zakona koju je predložio 1850. godine Rudolf Klauzijus (1822-1888), to bi se računalo u filozofske prodore, ali bi iza njega teško sledile znatno apstraktnije formulacije termodinamike kakvu je, na primer, 1873. godine ponudio Dž. V. Gibs (1839-1903), a koja je doprinela razvoju fizičke hemije i na kojoj je kasnije utemeljena statistička fizika [2].

Zato bi dolazeći vek verovatno bio doba izdvojenih hemijskih i astronomskih otkrića. Vrlo važna empirijska otkrića do kojih su krajem XVIII veka došli brojni veliki istraživači poput Džozefa Pristlija ne bi ulazila u šire teorije, već bi dobrim delom ostala nezavisna. Izvesno je da fizika ne bi imala ni približno isti status koji ima danas, a primat u prirodnim naukama bi imala hemija [9].

Nepostojanje njutnovske tradicije verovatno ne bi tokom XIX veka sputalo istraživanja u elektromagnetizmu i sigurno da bi otkrića do kakvih su došli Čarls Kulon (1736-1806), Majkl Faradej (1791-1867) ili Hajnrih Herz (1857-1894) dovela do razumevanja električnih pojava, kao i do raznih tehnoloških primena. Međutim, teško bi samo na takvim temeljima, a bez Njutnovog primera, Maksvel već 1864. napisao jednačine za elektromagnetno polje i tako omogućio razumevanje prirode koje je dovelo do atomske fizike i nebrojenih primena.

Priča o svetu bez Njutna je samo jedna moguća verzija alternativne istorije. Ako izvadimo jedan molekul iz vode u šolji koja se zagreva na rešou, teško da ona zbog toga neće proključati.

Zbog toga verovatno još uvek ne bismo imali računare, niti bilo kakvu drugu sofisticiranu elektroniku, pošto ne bi postojale teorije kao što je kvantna mehanika. Verovatno bi postojali primitivni radio aparati, telefon i telegraf, elektromotori i sijalice, kao i drugi pratkični izumi. Ionako slučajno otkriće X zračenja bi bez sumnje bilo korišćeno za snimanje rentgen aparatima, ali bi njegova priroda ostala misterija i malo ko bi se zamarao oko njegovog porekla. Verovatno bi hemičari fenomenološki opisali sve radioaktivne pojave, ali bi sa takvim stupnjem nerazvijenosti fizike, njihovi uzroci i druge tajne atomskog jezgra još uvek bile nepoznate.

Parna mašina bi bila razvijena, kao i motori sa unutrašnjim sagorevanjem, ali bi njihova primena u saobraćaju kasnila bar jedan vek, budući da ne bismo imali ni jednu celovitu, opšteprihvaćenu teoriju koja bi opisivala kretanje. Iz sličnih razloga, statički proračun bi postojao, ali bi njegova primena u građevinarstvu bitno kasnila. To znači da bi po razvijenosti transporta i stanovanja danas bili na nivou sa prelaza iz XIX u XX vek. Pritom je teško uopšte zamisliti da bi bez Njutnovih zakona došlo do razvoja mlaznog motora, dok je osvajanje svemira sasvim nezamislivo.

Moguće je i da bi svi drugi istorijski procesi bili usporeniji, kad se uzme u obzir koliko je njutnovska misao uticala na sveopšti progres [8]. Sa manjim stepenom tehnološkog razvoja, smena feudalnog sistema i kapitalizma bi bez sumnje duže trajala i bila bolnija.

Ekonomski razvoj bi bio dodatno osujećen time što se verovatno ne bi već polovinom XVIII veka pojavile fiziokrate, ekonomski pokret koji je pokušao da primeni prirodne zakone na ekonomiju, što je kasnije doprinelo razvoju političke ekonomije Adama Smita (1723-1790). Teško je zamisliti kako bi u tim uslovima uopšte nastao marksizam, da ne govorimo o drugim filozofskim školama i njihovom uticaju na tok istorije.

Umesto Njutna

Naravno, ovo je samo jedan mogući scenario. Ako je uopšte moguće potpuno rekonstruisati bilo koji krak alternativne istorije, ova verzija priče o svetu bez Njutna ni u kom slučaju nije jedina opcija. To je samo jedna uslovno moguća verzija, delimično izvedena iza nagoveštaja i nekih kritičnih tačaka razvoja nauke u poslednja četiri veka, koja možda može da vas podstakne da pronađete svoju verziju sveta bez Njutna.

Moguće je da se, zapravo, ništa ne bi promenilo da je engleski naučnik stradao u Velikoj kugi. Izvesno da je istorija civilizacije izuzetno složen i uslovljen sistem, ali to ne mora, kao što je povremeno slučaj u SF literaturi, odmah značiti da će dramatično reagovati na bilo koju perturbaciju, odnosno poremećaj.

Voda u šolji koja se zagreva na rešou, što je svakodnevni primer nimalo jednostavnog sistema, proključaće ako se dovoljno dugo zagreva bez obzira da li vodu pre toga promešamo kašikom. A ako iz nje izvadimo jedan molekul jedva da će se išta desiti – takve promene teško mogu ubrzati ili pak, usporiti konačni ishod.

Njutnova jabuka

Da li je Njutn zaista toliko nezamenljiv u istoriji nauke? Verovatno bi se do većine saznanja došlo sukcesivno i bez dela kao što je Principia, ali ona tako rasparčana i nedovoljno vidljiva ne bi uticala na već opisani scenario – ono što Njutna čini presudnim je ključna sistematizacija koju je donela Principia u jednoj fazi razvoja nauke [5].

Naravno, moguće je da bi njegovi savremenici, Hajgens ili Lajbnic, upravo u to doba i bez Njutna razvili nešto slično onome što je učinila Principia. U tom slučaju verovatno ništa danas ne bi bilo drugačije, osim što bi britanska naučna tradicija bila siromašnija, a nemačka bogatija. No, tada bi mogli da razmatramo svet bez Hajgensa ili svet bez Lajbnica, a čini se da osnovno pitanje nije u Njutnovoj ličnosti, već uopšte u pojavi nekog nalik na Njutna.

Šta bi se, pak, desilo ako bi neko takav došao kasnije u istoriji? Slične temeljne teorije su nekoliko decenija kasnije mogli postaviti Džozef Pristli (1733-1804) ili Ruđer Bošković (1711-1787). Čak i da njima to nije pošlo za rukom, to je mogao učiniti Džejms Klark Maksvel (1831-1879) ili čak Albert Ajnštajn (1879-1955).

Amandmani na univerzalni zakon

Međutim, postoje autori koji smatraju da Njutn nema alternativu. Tako Peter Rowlands u članku “What if… Newton had abandoned science”, objavljenom 2005. godine u časopisu New Scientist, razmatra šta bi bilo sa naukom da ju je 1678. godine Njutn sasvim napustio, pošto njegov rad o bojama svetlosti nije oduševljeno prihvaćen u Kraljevskom društvu [9].

Naime, Njutn je bio u velikoj meri sujetan i slabo je podnosio kritiku, imao je retko težak karakter i bio je u sukobu sa brojnim svojim prijateljima koje nimalo nije štedeo [6]. Posle nedovoljnog uspeha rada o svetlosti, Njutn je 1675.godine doživeo nervni slom [3]. Potom se zaista povukao iz nauke i vratio se nekoliko godina kasnije tek posle silnih nagovora drugih naučnika, da bi potom počeo da piše svoje presudno delo Principia [4].

Rowlands smatra da je Njutn posedovao nešto izuzetno, kao ličnost koja se nalazi na granici dve epohe, između doba kad je bio vrlo popularan teološki pogled po kome iza svih pojava stoje univerzalne ideje pokretači i doba praktičnih ogleda koji su fokusirani na objašnjenje pojedinačnih, strogo ograničenih fenomena [9].

Postoje autori koji smatraju da Isak Njutn nema alternativu.

O veličini njegovog doprinosa svedoče njegovi brojni biografi, između ostalih i James Gleick, koji objašnjava da je Njutn smislio osnovnu terminologiju, prvi put uvodeći fizičke veličine kao što su sila, masa i “količina kretanja”, koja se danas naziva impuls [7].

Da bi bez Njutna zaista sve moglo biti drugačije svedoči upravo jedan detalj vezan za istoriju diferencijalnog računa o kome su se Lajbnic i Njutn toliko sporili. Navodno je dva milenijuma pre njih do osnova diferencijalnog računa došao slavni grčki matematičar Arhimed (287-212 p.n.e), ali je to znanje izgubljeno sa njegovom knjigom „Metod“, koja je tek u XX veku otkrivena u jednom palimpsestu.

Kako bi tek izgledao svet da je Arhimedovo znanje o diferenciranju korišćeno već u doba Rima i Srednjeg veka? Kakav god bio, bio je bi to drugačiji svet. No, po nečemu bi bio isti kao naš – možda je surovo, ali nije nelogično pretpostaviti da bi se u njemu, uz razne druge teme, razmišljalo i o svetu bez Arhimedovog Metoda.

Linkovi o Njutnu

[1] Osnovne inormacije o Njutnu mogu se naći na: Wikipediji (http://en.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton),

[2] u Britanici (www.britannica.com),

[3] ili Sajensvorldu http://scienceworld.wolfram.com/biography/Newton.html

[4] Na stranama Instituta za matematičke nauke “Isak Njutn” dostupan je članak o Njutnu iz Encarte (http://www.newton.cam.ac.uk/newtlife.html).

[5] Poznati njutnov biograf Richard S. Westfall piše o Njutnu za projekat Galileo (http://galileo.rice.edu/Catalog/NewFiles/newton.html)

[6] Poznata Njutnova biografija "In the Presence of the Creator" čiji je autor Gale Christianson pažljivo opisuje Njutnov karakter, i mada nije onlajn dostupna, njeni izvodi se nalaze u brojnim tekstovima o prvom fizičaru (http://www.physics.wustl.edu/~alford/newton.html)

[7] Neki detalji iz biografije “Isaac Newton” čiji je autor James Gleick mogu se na internetu naći u tekstu poznatog istoričara Helge Kragha (http://physicsworld.com/cws/article/print/18667)

[8] Filozof i istoričar Robert P Crease je napisao puno inspirativnih tekstova o Njutnu koji su objavljeni u listi Physics World: o gravitaciji (http://physicsworld.com/cws/article/print/31251), o legendama kao što je Njutnova jabuka (http://physicsworld.com/cws/article/print/26277), ili o tome šta bilo da nema Drugog Njutnovog zakona (http://physicsworld.com/cws/article/print/24291).

[9] Članak “What if… Newton had abandoned science” (http://www.newscientist.com/channel/opinion/mg18725131.700-what-if-newton-had-abandoned-science.html) čiji je autor Peter Rowlands objavljen je u avgustu 2005. godine u časopisu New Scientist.