Pre više godina otac i ja smo napisali veliku enciklopediju o nekim velikim prnalascima i otkrićima koja su zasigurno uticala na pravac razvoja naše civilizacije. Knjigu smo podelili u dva toma, a svaki od njih na poglavlja posvećena kosmosu, fizici, matematici, hemiji, elektrotehnici, istoriji Zemlje, geografiji, antropologiji, nekim interesantnim pronalascima, itd. Pošto smo se sami finansirali našli smo sredstva za štampanje samo prvog dela knjige i ona se i sad može kupiti na sajtu. Druga knjiga nikad neće ugledati svetlost dana. Zato povremeno na ovaj način prenesem neku priču da ih bar neko pročita i ne ostanu neispričane.
Danas ću preneti drugu po redu priču iz poglavlja o nuklearnoj fizici. Prva je posvećena Albertu Ajnštajnu ...
Kao što je rekao Leon Lederman, nobelovac koga ćemo mnogo puta navoditi u ovoj knjizi, tek pojavom Džona Daltona (John Dalton) imamo onu klasičnu sliku jednog naučnika, ”pogodnog za slikanje na televiziji”. Govorio je da mu je glava puna trouglova, hemijskih procesa, električnih ogleda i sličnih stvari, te da nema kad da misli o privatnom životu. Nikad se nije oženio, slično Demokritu ili Tesli. Službovao je kao skromni nastavnik u školi internatskog tipa, dok je u slobodnom vremenu proučavao slavna naučna dela Njutna i Bojla. U toj školi je predavao dvanaest godina, sve dok mu nije stigla vest da je postavljen za nastavnika matematike i prirodne filosofije na mančesterskom Nju Koledžu (New College). Kada je došao tamo rečeno mu je da zapravo mora da drži časove iz hemije. Žalio se što mora da drži nastavu čitavih 21 čas nedeljno. Godine 1800. je odlučio da dâ ostavku i otvori sopstvenu nastavnu akademiju na kojoj je nastavio da se bavi istraživanjima iz oblasti matematike i hernije.
Sve dok u studiji ”New system of chemical philosophy” nije obelodanio svetu svoju atomsku teoriju (prvi deo 1808. a drugi 1810. godine), medu naučnicima je smatran za tek nešto malo jačeg amatera. Dalton je bio prvi koji je na početku XIX veka oživeo Demokritov termin ”a–tom” (odnosi se na nedeljivu česticu, za razliku od ”atoma” koji je deljiv), podsetivši da je to sićušna pojedinačna čestica, koja zajedno sa još mnogo takvih sačinjava svekoliku materiju oko nas. Demokritovu pretpostavku još iz V veka pre Hrista da su atomi različitih ”tvari” (mi danas kažemo elemenata) različitog oblika i veličine, Dalton je jednostavno objasnio različitim atomskim težinama.
Najveći doprinos koji je Dalton dao nauci upravo jeste ta njegova atomska teorija, koja ga je svrstala u red velikih naučnika, mada ima i onih koji tvrde da se Daltonu pripisuje više zasluga nego što zaslužuje, iako niko ne dovodi u pitanje činjenicu ”da je njegova teorija zapanjujuće uticala na atomsku teoriju – disciplinu koja će uskoro postati jedna od najuticajnijih u celokupnoj nauci”. Hemičari su prvi koji su u svojim ogledima ”dokazali” postojanje onog a–toma o kome je pisao Demokrit.
Primetivši u brojnim eksperimentima da se osobine gasova najbolje daju objasniti preko njihovih atoma, Dalton se okrenuo hemijskim reakcijama. Zapazio je da vodonik može da se kombinuje sa kiseonikom, hlorom ili sumporom, a da ipak njegovi atomi uvek imaju osobine vodonika. Zapazio je Dalton da svako hemijsko jedinjenje ”uvek sadrži svoje sastavne elemente u razmeri koja ostaje ista, gledano težinski”. Naprimer, ugljenik i kiseonik se kombinuju i daju ugljen–monoksid i to u srazmeri 12 delova ugljenika i 16 delova kiseonika. Zašto je to tako?
Ako jedan atom ugljenika ima težinu od 12 nekakvih jedinica, a jedan atom kiseonika težinu od 16 tih istih jedinica, onda prilikom njihovog spajanja (u bilo kojoj količini) ta razmera ostaje ista.
Dalton je napravio revoluciju u nauci time što je proglasio da su atomi osnovne jedinice svakog hemijskog elementa i da svaki hemijski atom ima svoju sopstvenu težinu.
Godina ”pronalaska” atoma je 1808., a pronalazač je Dalton. ”To je jedno od najdubljih naučnih otkrića”, podseća Lederman, ”još od vremena Demokrita 2.200 godina ranije, jer je time dokazano da Demokritovi a–tomi stvarno postoje”. Zanemarljive su njegove omaške u tom radu: naprimer, on je pogrešno zabeležio da je relativna težina kiseonika u odnosu na vodonik 7 a ne 8, i nije dobro shvatio sastave vode i amonijaka. Uprkos tome, on je u nauku uneo jedan novi način gledanja, a sve na osnovu svojih eksperimenata, za koje je imao hrpu epruveta, apotekarske terazije i najzad ono što je najbitnija osobina svakog valjanog naučnika, a to je upornost istraživača.
Međutim, ono što je Dalton nazvao atomom nije sasvim istovetno a–tomu o kome je pisao Demokrit. Tako danas smatraju savremeni atomski, ili bolje reći, nuklearni fizičari. Demokritov a–tom je nedeljiva čestica, najmanja materijalna čestica, a Daltonov atom je deljiv i sastavljen od više manjih čestica materije, koje će fizičari redom otkrivati decenijama kasnije. Nuklearni fizičari svojataju Demokrita, smatrajući da su kvarkovi te najmanje, nedeljive čestice materije, na koje je Demokrit mislio govoreći da se ne mogu dalje deliti i nazivao ih a–tomima. Hemijski atom, čije je postojanje dokazao Dalton, ima svoju strukturu i to veoma složenu i predstavlja najmanji delić nekog hemijskog elementa.
Oko 1815. godine engleski hemičar i biohemičar po imenu Vilijem Praut (William Prout, 1785-1850) lansirao je hipotezu da je svakolika materija oko nas sagrađena zapravo od atoma vodonika. Iako nije baš sasvim tako, jeste blizu: 90% cele vidljive vaseljene čini vodonik, helijuma ima oko 9%, a samo 1% ostaje svim ostalim elementima[1]. Njemu je bilo jasno da je vodonik najlakši elemenat u prirodi i da mu je atomska težina 1. ”Pa možda je onda to osnovna materija?”, mozgao je Praut. ”Možda su svi ostali elementi samo kombinacija vodonikovih atoma?“ U to vreme je bilo poznato samo 25 hemijskih elemenata i Praut je smatrao da je vodonik ”najmanji zajednički sadržatelj” za sve ostale, budući da je najlakši među njima. Tada još nisu bili otkriveni elektroni i protoni – to će doći nešto kasnije.
Prautova zamisao je bila zapravo prilično razumna, jer je atomska težina većine elemenata iznosila približno ceo prirodni broj, koji se mogao dobiti jednostavnim množenjem težine vodonikovog atoma nekim celim brojem. Merenja atomskih težina tada nisu bila precizna, a kada su to postala i kada je izmerena atomska težina hlora, kojeg je otkrio Faradej, i koji je imao relativnu atomsku težinu 35,5, Prautova hipoteza je oborena, jer je svima bilo jasno da ne može postojati pola atoma. Danas se zna da je prirodni hlor zapravo mešavina dva izotopa hlora. Jedan izotop ima 35 ”vodonika”, a drugi 37, ali to nisu nikakvi vodonici, već protoni i neutroni koji imaju skoro istu masu kao vodonikov atom.
Ono veliko u Prautovoj hipotezi je to što je predvideo da bi mogao postojati jedan ”nukleon” koji bi bio univerzalna ”ciglica” od koje je sazdana sva materija. To je bio nagoveštaj potvrđen otkrićem dva istinska nukleona – jedan je bio proton, a drugi neutron, za mnogo kraće vreme nego što je prošlo od Demokritovog nagoveštaja o postojanju a–toma, pa do eksperimentalne potvrde toga.
Samo da kažemo još koju o samom Džonu Daltonu.
Interesantno je da je svoje prve korake u nauci (1787) beležio u dnevniku, u kome je ostavio neverovatnih 200.000 napomena o raznim meteorološkim posmatranjima koja je izvodio u rodnom kraju. Kasnije je to i štampao kao ”Meteorological Observations and Essays” (1793). Pored toga, predano je pravio kolekciju biljnih vrsta i insekata. Opčinjen pojavom polarne svetlosti u svom kraju, 1787. godine počinje osmatranja ovog neobičnog fenomena izazvanog električnim poremećajima u atmosferi i vispreno zaključio da mora postojati neka veza između njenih pojava i Zemljinog magnetnog polja.
Neka od njegovih meteoroloških zapažanja dovela su ga do zaključaka o temperaturnim razlikama i poreklu pasatnih vetrova izazvanih rotacijom Zemlje, ne znajući da je 1735. godine sličnu teoriju već predložio engleski meteorolog i fizičar Džordž Hedli (George Hadley). Ta svoja zapažanja, u vidu stručnih radova, izlagao je pred Filosofskim udruženjem, baš kao i brojne eseje o barometrima, termometrima, higroskopima, formacijama oblaka, rasporedu i karakteru atmosferske vlage, itd. Prvi je potvrdio teoriju da kiša ne pada usled smanjivanja atmosferskog pritiska, već usled pada temperature.
Pošto su i on i rođeni brat patili od urođenog slepila za boje, mnogo se bavio i tom problematikom, objavivši u radu ”Neverovatne činjenice u odnosu vida i boja” iz 1794. godine, ideju da je uzrok tome nedostatak obojenog pigmenta u staklastoj materiji očne jabučice. Iako je ova teorija oborena još za njegova života, slepilo za boje se po njemu i danas naziva daltonizmom[2].
Na njegovoj sahrani dvadeset sedmog jula 1844. godine u Mančesteru okupilo se preko 40.000 ljudi da odaju poštu ovom nesumnjivom velikanu nauke.
[1] Izgleda da će nam i u pogledu sastava vasione najnovija istraživanja doneti revolucionarne preokrete: oko 70% njenog ukupnog sadržaja čini tzv. tamna energija, oko 25% je nevidljiva nebarionska materija (u čiji sastav ulaze možda WIMP čestice, neutrini ili neke nama još nepoznate čestice), a samo 4,8% je obična materija, sačinjena od nama poznatih protona i neutrona.
Od toga je 0,4% vreli gas u galaktičkim jatima, 1,2% je hladni gas u međugalaktičkom prostoru, 2,6% je vreli gas međugalaktičkog prostora, a ostalih 0,6% čine tzv. svetleća materija vasione: zvezde i galaksije.
Tih 0,6% je ono što mi vidimo, a 90% toga čini vodonik.
[2] Danas se zna da je jednostavno u pitanju genetska greška nervnih ćelija u mrežnjači.
, 
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
