Ek Odlomak

Download Ek Odlomak

Post on 13-Oct-2015

19 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

elegantni univerzum odlomak

TRANSCRIPT

<ul><li><p>Elegantni kosmos</p></li><li><p>Brajan Grin</p><p>Elegantni kosmos</p><p>PrevodAna Jei</p><p>Aleksandar Dragosavljevi</p><p>Superstrune, skrivene dimenzije i potraga za konacnom teorijom</p></li><li><p>Naslov originala</p><p>Brian Greene: The eLeGANT UNIVeRSe</p><p>Copyright 2003, 1999 by Brian R. Greene</p><p>Copyright 2009 za srpsko izdanje, heliks</p><p>Izdava</p><p>heliks</p><p>Za izdavaa</p><p>Brankica Stojanovi</p><p>Recenzent</p><p>Prof. dr Branko Dragovi</p><p>Redaktor </p><p>Aleksandra Dragosavljevi</p><p>Lektor</p><p>Vesna uki</p><p>tampa</p><p>Artprint, Novi Sad</p><p>Tira</p><p>500 primeraka</p><p>Prvo izdanje</p><p>Knjiga je sloena </p><p>tipografskim pismima </p><p>Swift i Fairfield</p><p>ISBN: 978-86-86059-06-2</p><p>Smederevo, 2009.</p><p>www.heliks.rs</p></li><li><p>Mojoj majci i uspomeni na mog oca, </p><p>s ljubavlju i zahvalnocu</p></li><li><p>vii</p><p>Sadraj</p><p>Predgovor drugom izdanju ix</p><p>Predgovor xiii</p><p>Deo I: Na rubu saznanja</p><p>1. Povezani strunom 3</p><p>Deo II: Dilema o prostoru, vremenu i kvantima</p><p>2. Prostor, vreme i oko posmatraa 23</p><p>3. O krivinama i naborima 51</p><p>4. Mikroskopske ludorije 81</p><p>5. Potreba za novom teorijom: opta relativnost naspram </p><p> kvantne mehanike 111</p><p>Deo III: Kosmika simfonija</p><p>6. Samo muzika: sutina teorije superstruna 127</p><p>7. ta je super u superstrunama? 156</p><p>8. Vie dimenzija nego to se moe naslutiti 173</p><p>9. Neoborivi dokazi: eksperimentalni potpisi 197</p></li><li><p>viii</p><p>Deo IV: Teorija struna i tkanje prostorvremena</p><p>10. Kvantna geometrija 217</p><p>11. Cepanje tkanja prostora 247</p><p>12. Vie od struna: u potrazi za M-teorijom 265</p><p>13. Crne rupe: perspektiva teorije struna / M-teorije 300</p><p>14. Razmiljanja o kosmologiji 323</p><p>Deo V: Objedinjavanje u dvadeset prvom veku</p><p>15. Izgledi za budunost 349</p><p>Napomene 365</p><p>Nauni pojmovnik 387</p><p>Spisak navedene ili preporuene literature 399</p><p>Indeks 401</p></li><li><p>ix</p><p>Predgovor drugom izdanju</p><p>Dok sam pisao knjigu Elegantni kosmos, znao sam da moda nee imati mnogo italaca. Knjigom o izazovima i uspesima u savreme-noj potrazi za najskrivenijim zakonima prirode, neete se uspavljivati </p><p>niti e vas zabavljati dok se sunate na plai. Moglo bi se oekivati da ni </p><p>skromnijem krugu italaca ne bude privlana knjiga u kojoj se opisuje </p><p>tako apstraktna tema naglaeno naunog aspekta, a ne kroz ivot nau-</p><p>nika ili zanimljive prie iz istorije nauke. Ali, to me nije naroito brinulo, </p><p>jer sam esto sebi ponavljao (uz izvesnu melodramatinost) kako u biti </p><p>zadovoljan uspem li da doprem do samo jedne osobe i predstavim joj </p><p>novi spektar ideja, novi nain razmiljanja o njoj samoj i njenom mestu </p><p>u kosmosu. Nije vano da li je to uenik koji ne moe odluiti ta da stu-</p><p>dira, zaposleni koji traga za neim to e ga odvui od svakodnevnog </p><p>mrcvarenja, ili penzioner koji najzad ima vremena da ita o savremenim </p><p>pravcima razvoja nauke kad bih uspeo da ih povedem ka novom vienju </p><p>kosmosa koje izvire iz moderne fizike, pisanje Elegantnog kosmosa vredelo </p><p>bi truda. Ta misao pomagala mi je u zahtevnim trenucima s kojima se </p><p>mnogi autori susreu tokom pisanja ozbiljnog dela.</p><p>Podsticaj su mi davali i posetioci raznih mojih predavanja opteg </p><p>nivoa o relativizmu, kvantnoj mehanici i mojoj specijalnosti teoriji </p><p>superstruna oarani neobinim i zadivljujuim idejama proizalim iz </p><p>najsmelijih naunih istraivanja. Kosmos iji su prostor i vreme raste-</p><p>gljivi, s vie dimenzija nego to moemo opaziti, kosmos u kome se tka-</p><p>nje vremena i prostora moe parati, u kome je moda sve nainjeno od </p></li><li><p>Predgovor</p><p>x</p><p>vibracija ultramikroskopskih energetskih niti zvanih strune, zadivio je </p><p>ljude i mnogi su poeleli da ga bolje razumeju. Elegantni kosmos izrastao </p><p>je iz tih predavanja, jer sam hteo da napiem knjigu za one bez formal-</p><p>nog znanja iz matematike i fizike, kako bi im te oblasti postale bliske. </p><p>Iako je prvi knjievni agent kome sam pokazao rukopis bez dvoumljenja </p><p>odbio da se zaloi za knjigu to je razumljivo, jer je pretpostavljao da </p><p>je tematika previe struna kako bi privukla veeg izdavaa tokom pre-</p><p>davanja mogao sam osetiti snano zanimanje slualaca za nauku. Skoro </p><p>da sam ga mogao opipati.</p><p>Dok sam pisao Elegantni kosmos iskoristio sam to zanimanje, a pozi-</p><p>tivne reakcije na knjigu svedoe o uroenoj tenji mnogih od nas da </p><p>temeljno i smelo istraujemo ovo mesto koje zovemo dom. Povrh toga, </p><p>ova knjiga je potvrdila moje uverenje da fizika obezbeuje piscu grau </p><p>koja spada meu najbolje to se moe zamisliti. Svi volimo dobru priu. </p><p>Oboavamo misterije koje nas stavljaju na muke. Svi se radujemo kad </p><p>autsajder uporno gura napred iako su prepreke naizgled nepremostive. </p><p>Svi mi, na neki nain, traimo smisao sveta oko nas. A svi ti elementi </p><p>lee u srcu moderne fizike. Ta je pria velianstvena razotkrivanje ita-</p><p>vog kosmosa; jedna je od najveih misterija postanak kosmosa; izgledi </p><p>kao da nikad nisu bili manji dvonona bia, u kosmikim razmerama </p><p>tek pridolice, pokuavaju da otkriju eonske tajne; a potraga je gotovo </p><p>nikad zahtevnija traganje za osnovnim zakonima koji bi objasnili sve </p><p>to vidimo, i vie od toga, od najsitnijih estica do najudaljenijih galak-</p><p>sija. Teko je zamisliti poetnu taku koja vie obeava.</p><p>Laici esto ne prave jasnu razliku izmeu zastraujueg jezika mate-</p><p>matike od koga je fizika izgraena i zanosnih ideja s kojima se hvata u </p><p>kotac. Ali, to bi bilo kao da ocenjujem knjigu Haklberi Fin itajui je na </p><p>grkom. Iako stalno koristim grki alfabet, ne znam ni rei grkog, pa bi </p><p>moj utisak o knjizi bio, u najmanju ruku, sumnjiv. Slino tome, kada se </p><p>uklone matematike prepreke, a koncepti moderne fizike iskau se jezi-</p><p>kom razumljivim svima, mnogi koji su mislili da ih nauka ne interesuje </p><p>otkrivaju da ih opinjava. Osloboene od tehnike interpretacije, teme </p><p>moderne fizike doslovno su univerzalne.</p><p>To postaje sve jasnije jer je fizika sve zastupljenija u kulturi pove-</p><p>ava se broj pozorinih, muzikih i knjievnih dela inspirisanih moder-</p><p>nom naukom. Znam za desetak novijih pozorinih komada, jedan kon-</p><p>cert od etiri stava gudakog kvarteta, mnoge filmove i brojne scenarije, </p></li><li><p> Predgovor</p><p>xi</p><p>za jednu operu, niz slika i skulptura koje u razliitoj meri izraavaju, </p><p>tumae i nadograuju ljudsku dramu naunog putovanja. To je divno, </p><p>ali ne mogu rei da me naroito iznenauje. Oduvek su na mene silan </p><p>utisak ostavljala umetnika dela koja su mogla snano da prodrmaju moj </p><p>oseaj za stvarno i bitno, a ta shvatanja delim s mnogim ljudima koje </p><p>sam sreo. Upravo takav uticaj imaju najznaajnija otkria u fizici tokom </p><p>poslednjih stotinu godina. Ne preterujem kada kaem da su relativnost </p><p>i kvantna mehanika iznedrili zakone realnosti koje teorija superstruna </p><p>iako vie spekulativna preispituje iz temelja. Ne iznenauje to slikari, </p><p>pisci, kompozitori i filmski umetnici otkrivaju saglasje izmeu svog dela </p><p>i ovih naunih izazova koji menjaju status quo.</p><p>To nije jednosmeran proces. Otkria u fizici sporo se integriu u kolek-</p><p>tivno sagledavanje sveta. I danas, skoro sto godina kasnije, mnogi teko u </p><p>potpunosti shvataju eksperimentalno potvrena Ajntajnova otkria ili </p><p>ona iz kvantne fizike. Umetnost bi mogla biti savren medij za potpuno </p><p>uvoenje nauke u svakodnevnu konverzaciju, poto je hrabro prigrlila </p><p>nauku, a to to sama duboko opinjava koristi kako bi proizvela znaajna </p><p>zabavna dela. Mogue je i to da e umetnika dela inspirisana naukom </p><p>dati novi podsticaj naunoj imaginaciji i, na moda skriven nain, pri-</p><p>premiti nas za naredni korak na putu ka shvatanju kosmosa. Menjanjem </p><p>otrog svetla koje obasjava nauku iz isto strogog, numerikog i kogni-</p><p>tivnog ugla u meke, neodreenije blistanje ljudskih oseaja, otvaraju </p><p>se silne mogunosti. Kada se nauka jasno prihvati kao sastavni deo onog </p><p>to nas ini ljudima, naa veza s kosmosom bie znatno ojaana; zaista, </p><p>nauka je nit koja nas sve uplie u tkanje realnosti.</p><p>to se tie napretka u teoriji superstruna, godine posle prvog izdanja </p><p>Elegantnog kosmosa bile su posebno produktivne, ali tek treba da nastupi </p><p>revolucija u razmiljanju koju mnogi nasluuju iza svakog ugla fizike. To </p><p>ima i dobre i loe strane. Kada bih danas pisao knjigu o teoriji superstruna, </p><p>izneo bih iste ideje moda bih istaknuo druge detalje, ali rezultat bi se </p><p>malo razlikovao od Elegantnog kosmosa. Najznaajnije dve promene mogle </p><p>bi biti poglavlje o zanimljivim novim idejama i jedno novo razmatranje. </p><p>Prema tim idejama, strune i dodatne prostorne dimenzije ije postojanje </p><p>proizlazi iz teorije struna, neto su vee nego to se u naelu mislilo (ta </p><p>se mogunost tek uobliavala dok sam pisao Elegantni kosmos; predstavio </p><p>sam je u kratkim crtama u raznim belekama na kraju knjige). Razmo-</p><p>trio bih genijalan nov rad u kome se traga za preciznijom (takozvanom </p></li><li><p>Predgovor</p><p>xii</p><p>neperturbativnom) formulacijom teorije struna. Dakle, dok itate esto, </p><p>osmo i dvanaesto poglavlje, imajte na umu dve injenice: strune i dodatne </p><p>dimenzije moda nisu tako male kakvim ih predstavljam i napravljen </p><p>je znaajan pomak u nalaenju preciznih jednaina teorije o strunama </p><p>(premda fiziari jo uvek nisu uspeli da pomou tih jednaina ree kljune </p><p>nedoumice predoene u navedenim poglavljima).</p><p>Negativna strana teksta kome nisu neophodne velike izmene, jeste </p><p>to to mnoge prepreke opisane u njemu jo uvek nisu prevaziene. Iako </p><p>svi elimo da napredak bude brz i drastian, ovakvo stanje je potpuno </p><p>oekivano. Teorija superstruna dotie najfundamentalnije probleme u </p><p>teorijskoj fizici, od kojih su mnogi izvan dometa eksperimentalnih istra-</p><p>ivanja. Uspeh bi bio nesaglediv, jer bi se nali odgovori na najozbilj-</p><p>nija pitanja o kosmosu. Ali, napredak se moe ostvariti samo uz velike </p><p>napore, strpljenje, sreu i mnogo nadahnua a kada e se to desiti, i s </p><p>koliko uspeha moemo da nagaamo, ali ne moemo predvideti niti </p><p>uticati na razvoj.</p><p>Moda e naa generacija uspeti da dosegne nivo eljenog uvida. </p><p>Mogue je da e se smeniti mnogo generacija pre nego to se to desi. </p><p>Pouzdano moemo tvrditi samo to da neemo dobiti odgovore ako ih ne </p><p>potraimo. Sudei po najtalentovanijim diplomcima koji poinju da se </p><p>bave ovom oblau, bie mnogo istraivaa punih entuzijazma, spremnih </p><p>da preuzmu tafetu i odmaknu dalje. Pokuavaemo, revnosno emo se </p><p>truditi da u godinama koje dolaze otkrijemo tajne kosmosa.</p></li><li><p>xiii</p><p>Predgovor</p><p>Tokom poslednjih trideset godina ivota, Albert Ajntajn je bez posu-stajanja tragao za takozvanom objedinjenom teorijom polja teori-jom koja bi mogla da opie sile prirode u jednom, sveobuhvatnom, kohe-</p><p>rentnom sistemu. Ajntajna nisu motivisale stvari koje esto povezujemo </p><p>s naunim poduhvatima, poput pokuaja da se objasni neki eksperimen-</p><p>talno dobijen podatak. Umesto toga, vodilo ga je strasno uverenje da e </p><p>se kroz najdublje razumevanje vasione otkriti njeno najvee udo: jedno-</p><p>stavnost i mo principa na kojima se zasniva. Ajntajn je hteo da osvetli </p><p>mehanizme funkcionisanja kosmosa jasnije nego iko pre kako bismo se </p><p>mogli diviti njegovoj istoj lepoti i eleganciji.</p><p>Ajntajn nije ostvario taj san, uglavnom zato to mu podeljene karte </p><p>nisu ile naruku: u njegovo vreme, mnoga kljuna svojstva materije i </p><p>mnoge sile prirode bile su ili nepoznate ili u najboljem sluaju povrno </p><p>tumaene. Ali, u drugoj polovini dvadesetog veka, fiziari su u svakoj </p><p>narednoj generaciji uz povremene prekide i skretanja u slepe uliice </p><p>upotpunjavali otkria svojih prethodnika kako bi stekli celovitiju sliku </p><p>o tome kako vasiona funkcionie. Danas, mnogo godina poto je Ajn-</p><p>tajn obznanio svoju potragu za objedinjenom teorijom polja koju nije </p><p>krunisao uspehom, fiziari veruju kako su najzad pronali okvir u kome </p><p>e spojiti sva zasebna vienja u beavnu celinu u jedinstvenu teoriju </p><p>kojom e se, u naelu, moi objasniti sve pojave. Ta teorija, teorija super-</p><p>struna, tema je ove knjige.</p></li><li><p>Predgovor</p><p>xiv</p><p>U knjizi Elegantni kosmos pokuao sam da predstavim izuzetne ideje </p><p>koje iskrsavaju iz vodeih istraivanja u oblasti fizike irem krugu ita-</p><p>laca, posebno onima koji nisu kolovani za matematiku ili fiziku. Drei </p><p>otvorena predavanja o teoriji superstruna proteklih nekoliko godina, </p><p>zapazio sam kako mnogi ljudi ele da shvate ta najnovija istraivanja </p><p>kau o osnovnim zakonima kosmosa, uviaju kako ti zakoni uslovlja-</p><p>vaju velianstvenu promenu naeg poimanja kosmosa i kakvi izazovi </p><p>nam predstoje u neprekidnoj potrazi za konanom teorijom. Verujem </p><p>da e ova knjiga, objanjavajui glavna dostignua fizike od vremena </p><p>Ajntajna i hajzenberga, i opisujui kako su se njihova otkria velian-</p><p>stveno razgranala u smele naune pomake naeg doba, obogatiti i zado-</p><p>voljiti tu radoznalost.</p><p>Nadam se da e Elegantni kosmos biti zanimljiv i itaocima koji imaju </p><p>izvesna nauna predznanja. Nadam se i da e studentima i profeso-</p><p>rima prirodnih nauka Elegantni kosmos razjasniti neke od osnovnih ideja </p><p>moderne fizike, kao to su specijalna i opta teorija relativnosti i kvan-</p><p>tna mehanika, i pri tom otkriti zarazno ushienje istraivaa koji su sve </p><p>blii dugo prieljkivanoj objedinjenoj teoriji. Strastvenim itaocima dela </p><p>popularne nauke, pokuao sam da objasnim mnoge uzbudljive pomake </p><p>u naem shvatanju kosmosa u poslednjoj deceniji. to se tie mojih </p><p>kolega u drugim naunim disciplinama, nadam se da e im ova knjiga </p><p>pomoi da steknu realnu i uravnoteenu predstavu o tome zato teore-</p><p>tiare struna toliko silno zanima napredovanje u potrazi za konanom </p><p>teorijom o prirodi.</p><p>Teorija superstruna obuhvata mnogo toga. To je obimna tema koja se </p><p>oslanja na mnoga centralna otkria u fizici. Poto teorija superstruna uje-</p><p>dinjuje zakone koji vladaju u svetovima velikih i malih stvari, koji vode </p><p>fiziku do najudaljenijih krajeva kosmosa i do najsitnijih delia materije, </p><p>toj temi se moe pristupiti na vie naina. Odabrao sam da u sreditu </p><p>izlaganja bude nae sve opsenije razumevanje prostora i vremena. Sma-</p><p>tram da je to naroito uzbudljiv razvojni put ijim se krenjem obelo-</p><p>danjuje pravo bogatstvo novih, znaajnih ideja. Ajntajn nam je otkrio </p><p>svet u kome se prostor i vreme ponaaju na zadivljujue neobian nain. </p><p>Dananja najsmelija istraivanja integrisala su njegova otkria u teoriju </p><p>o kvantnom svemiru sa brojnim skrivenim dimenzijama ugraenim u </p><p>tkanje kosmosa, ija raskono prepletena geometrija moda skriva odgo-</p><p>vore na neka od najvanijih postavljanih pitanja. Premda neki od ovih </p></li><li><p> Predgovor</p><p>xv</p><p>koncepata nisu oigledni, videemo da se mogu spoznati pomou bli-</p><p>skih analogija.</p><p>U itavoj knjizi pokuavao sam da se drim nauke i da istovremeno </p><p>usmeravam itaoca esto kroz analogije i metafore ka intuitivnom shva-</p><p>tanju naina na koji su naunici doli do dananje koncepcije kosmosa. </p><p>Iako izbegavam tehnike izraze i jednaine, zbog radikalnih novih kon-</p><p>cepata koje razmatram, italac e moda morati da povremeno zastane i </p><p>dobro razmisli o ponekom odeljku ili se udubi u neko objanjenje, kako </p><p>bi potpunije shvatio razvoj ideja. Nekoliko odeljaka u delu IV (koji se tie </p><p>najnovijih dostignua) neto su apstraktniji od ostalih: pobrinuo sam se </p><p>da unapred upozorim itaoce na njih i da organizujem tekst tako da se </p><p>mogu preskoiti ili samo povrno pregledati, a da to minimalno utie na </p><p>logiki tok knjige. Pridodao sam renik naunih pojmova kao jednosta-</p><p>van i pristupaan podsetnik o idejama predstavljenim u glavnom izlaga-</p><p>nju. Premda e manje temeljni itaoci moda preskoiti beleke na kraju </p><p>knjige, predaniji italac otkrie da one pojaavaju zakljuke iz teksta, </p><p>objanjavaju ideje koje su uproeno predstavljene u knjizi, a poneke su </p><p>struni izleti za one sa ozbiljnijim matematikim predznanjem.</p><p>Dugujem zahvalnost mnogima koji su mi pomogli da napiem ov...</p></li></ul>