Rudjer Bosković

Руђер Бошковић


Руђер Бошковић
Руђер Јосип Бошковић (18. мај 1711 — 13. фебруар 1787), највећи математичар и астроном Дубровника, један од најзначајнијих научника свога времена и један од највећих српских математичара и астронома. Био је професор универзитета, оснивач Миланске опсерваторије и директор Оптичког института Француске морнарице.
Био је универзалан стваралац: филозоф, математичар, астроном, физичар, инжењер, педагог, геолог, архитекта, археолог, конструктор, оптичар, дипломата, путописац, професор, исусовац, најбољи песник на латинском језику осамнаестог века и преводилац-полиглота.
Рођен је 18. маја 1711. године као седмо дете трговца Николе Бошковића (Србина из Орахова Дола код Требиња у Херцеговини) и мајке Павле (италијанског порекла, из породице Бара Бетере, познатог дубровачког песника. Цео радни век провео је у туђини, где је стекао и светску славу, а само једном свратио у свој завичајни Дубровник, 1747. године.
Своје отаџбинско порекло никада није крио – остао је Словинац, како су се тада називали Јужни Словени. Умро је и сахрањен 13. фебруара 1787. године, а срце му је пренето у завичај.
Руђер Бошковић је, између осталог, творац и јединственог закона силе, претпостављајући да постоји не само привлачење (Њутнов закон) него и одбијање у наизменичном мењању на малим растојањима међу телима. Сматрао је да је елементарна честица без димензија извор силе, а време и простор је, насупрот Њутну сматрао релативним, па се с правом може назвати претечом Алберта Ајнштајна. Пронашао је два геометријска метода за одређивање елемената Сунчеве ротације на основу посматрања положаја три тијела, затим је израчунао димензије и спљоштеност Земље. Открио је геометријски модел израчунавања путања комета.
У геологији је значајан јер је писао о компензацији маса унутар гора и тако поставио темеље каснијем развоју теорије изостазије. Регионалне поремећаје силе теже тумачио је разликом у густини горњих и доњих делова Земљине коре.

Руђер Бошковић на новчаници од 100 хрватских динара
У домену класичне физике, формулисао је јединствени закон свих сила. Претпоставио је постојање, не само привлачних, него и одбојних сила. Својим идејама о релативности простора и времена био је претеча Ајнштајнове теорије релативности.
Објавио је велики број радова из сферне тригонометрије и статистичких метода у физици: Theoria philosophiae naturalis redakta ad unicam legem virium in natura existentium, Opera partinentia ad opticam et astronomia, Elementorum universae matheseos, О морској плими, Теорија конусних пресека, Елементи математике итд.

Руђер Бошковић, рођен је 18. маја 1711. године у Дубровнику, као шести син и осмо дијете у породици Николе Бошковића и Pavle Bettera.
У Италију су 16. септембра 1725. године отпутовали професори Колегијума Бинди и Стефани, и са собом одвели Руђера Бошковића, младића од четрнаест и по година, записао је Капитоци, ректор исусовачког Колегијума у Дубровнику и додао да се у Руђера Бошковића полажу велике наде. Тако је син Николе Бошковића кренуо у свијет, да би, пет пуних деценија, током XVIII вијека, свестрано учествовао у разноврсним математичко - физичким истраживањима природе, којима су још у XVII вијеку, постављали чврсте темеље Декарт, Њутн и Лајбниц.
Од 1736. године, када је у Риму објавио своју прву научну расправу ''О сунчевим пјегама'', па до 1785. године, када је објавио у пет томова низ расправа из оптике, астрономије и тригонометрије под насловом ''Дјела која се односе на оптику и астрономију'', није прошла ни једна година, а да Бошковић није објавио једну или више расправа, односно књига из математике, астрономије, физике, геодезије, метеорологије, грађевинске технике, археологије и филозофије.
Бошковић је успоставио везе са скоро свим најистакнутијим научницима свога времена. Пропутовао је Балкан, средњу и западну Европу и постао добро познат у свим научним центрима Европе VIII вијека. Био је професор на Римском Колегијуму, на Универзитету у Павији, на Високој школи у Милану, директор оптике за поморство у Паризу, директор астрономске опсерваторије у Брери. 1748. године је изабран за дописног члана Академије наука у Паризу. 1760. године Краљевско Научно друштво у Лондону га бира за свог редовног члана. Исте године изабрала га је за свог члана академија наука у Петрограду. Блистава научна активност донијела је Бошковићу чланство и других Академија наука, попут Римске, Болоњске, Холандске и низа других научних установа и друштава.
Подузео је три путовања са научном сврхом: од Рима до Риминија (1750-1752); путовање у Лучу и Беч (1756-1758); студијско путовање по научним пријестоницама Европе од Париза и Лондона до Цариграда и Варшаве (1759-1763).
Свестрани Дубровчанин се окушао у рјешавању многих научних проблема, а изврсне истраживачке домете је остварио у природној филозофији, теоријској астрономији, математици, геодезији, геофизици, конструкцији инструмената, грађевинској статици и хидротехници.
У теоријској астрономији Бошковић је развио методу за одређивање стазе комета (1746).
Дјелујући на трима математичким катедрама у Риму, Павији и Милану, Бошковић се бавио многим проблемима примјењене математике. Највећа достигнућа у математичким истраживањима остварио је у геометрији и примјењеној математици, те проучавајући основе математике. У чланку 1770. године увео је четири главне једначине тригонометрије.
Од 1750. до 1785. године, у епохи ручне израде инструмената, Бошковић је постигао запажене успјехе у конструкцији и верификацији оптичких, астрономских и геодетских инструмената. Конструисао је низ нових инструмената, на примјер 1751. године геодетске сталке, 1770. године сат с клатном, 1773. године коначну варијанту свог стакломјера.
Бошковићево дјело утицало је на развој науке у XVIII и XIX стољећу. Вриједност Бошковићевих метода и замисли у теоријској астрономији, геодезији и геофизици уочена је с великим закашњењем, углавном због Бошковићеве привржености геометријској методи.

Три главна подстицаја да се систематски позабави инструментима пружили су му: геодетска експедиција од Рима до Риминија (1750-1752), опремање нове опсерваторије у Брери (1765) и обавезе управника оптичких истраживања у француској ратној морнарици (1774-1782). Бошковић је конструисао и примијенио низ нових инструмената (кружни микрометар, геодетски сталке, први стакломјер, сат са клатном, коначни стакломјер, мегаметар).
Уз то, 1766. године у писмима је предложио познати експеримент којим би се установила природа свјетлости и у ту сврху замислио нову врсту дурбина с цијеви која би била испуњена водом. У епохи ручне израде инструмената Бошковић се као проналазач и иноватор инструмената потврдио у европским размјерима. Његови чланци из практичне оптике, астрономије и геодезије, концентрисани на изуме нових или побољшања познатих инструмената, објављени су у Риму, Болоњи, Бечу, Паризу, Лондону и Венецији
КОНСТРУКЦИЈА ГЕОДЕТСКИХ ТРОНОЖНИХСТАЛАКА
Бошковић је израдио и у својим геодетским мјерењима примијенио троножне сталке који омогућавају да мјерне летве буду у ваздуху, а да се при том не додирују, те се могу у случају неравнина поставити на раличитим висинама. Била је то новост у геодезији на коју је Бошковић хтио скренути пажњу и у графичком прилогу ''О научном путовању по Папинској држави'', гдје је приказао пет геодетских сталака који се не налазе на истом нивоу.
У геодетској литератури уобичајено је те троношце називати Гаусовим, иако их је у геодетска мјерења много пре Гауса први увео Бошковић.


Бошковићеви геодетски троножни сталци

Руђер Бошковић је многе појмове, идеје и резултате оновремене науке и природне филозофије преузео из постојеће традиције, али им је врло често придавао сасвим другачије значење. Тиме је, иако није до краја разрадио поједина питања и проблеме, назначио пут каснијим достигнућима у науци. Стога Бошковића често називају претечом неких научних идеја, резултата, метода и теорија. Неспорно је да је Бошковић био врло плодан сијач идеја, а други су пожњели – често много касније – оно што је он посијао.
Истражујући нпр. начело бесконачности као основу на којој је изградио своју теорију, дошао је до изричите формулације континуума реалних бројева (1754) давно прије њемачких математичара Дедекинда (1872) и Кантора. Равноправно је третирао коначне и бесконачне далеке тачке слично творцу пројективне геометрије Понцелету (1820), који је бесконачно далеку тачку сматрао пресјеком паралелних праваца. Бошковић није правац схватао, како се дотада сматрало, најједноставијом кривуљом него сложенијим од нпр. кружнице, и то с обзиром на појам бесконачности. Наслућивао је могућност – као да је дао упутство за конструкције познате фракталне структуре, тј. непрекинуте кривуље која нема тангенте ни у једној својој тачки (Кохова кривуља), што је доказано тек 1904. Математичка теорија фрактала, која има једну од централних улога у савременој теорији детерминистичког хаоса, откривена је у XX стољећу. Управо је изненађујуће да је те проблеме ''геометрије природе'' предвидио Руђер Бошковић.
Из Бошковићевог безусловног захтјева да закон непрекинутости мора бити очуван слиједило је одбацивање било какве могућности непосредног додира због одбојне силе (дотада нитко није негирао постојање додира међу честицама материје). За врло велике удаљености Бошковић је изнио идеју о нужности модификације Њутновог закона гравитације. Слично је Ајнштајн у свом изворном моделу стационарног и затвореног свемира увео одбојну силу у облику тзв. космолошког – члана, чиме је одржавао равнотежу између привлачне гравитацијске и одбојне силе.
Бошковић је, дакле, увео претпоставку да је између тачкастих честица материје у тијелу у стању равнотеже сила једнака нули, на мањим удаљеностима међу њима јавља се одбојна сила, а на већим удаљеностима привлачна сила. Та Бошковићева сила је веома слична сили између атома у молекулу или чврстом тијелу и нуклеарној сили међу нуклеонима (протонима, неутронима), па јој је стога дат назив ''потенцијална енергија према Бошковићу''. Тај Бошковићев један једини закон сила које постоје у природи приказан је Бошковићевом кривуљом сила. Идеја да се сва стварност обухвати једним законом видљива је нпр. код Ајнштајна и у савременој науци, гдје се настоји да се четири данас познате силе у природи (гравитациона, електромагнетна, слаба и јака нуклеарна) опишу јединственом теоријом. Тиме је Бошковић својим једним јединим законом сила зацртао програм настојањима да се створи велика уједињена теорија поља или теорија о свему.
У Бошковићевој теорији материја се састоји од материјалних (физичких) тачака, које су једноставне, недјељиве, непробојне, међусобно одвојене или дискретне тачке без икакве структуре, а представљају исходишта сила које дјелују на даљину. Бошковићеве материјалне тачке очито су најелементарнији састојци материје, а та својства данас их природно повезују с кварковима и лептонима. Према данашњим физикалним спознајама, од кваркова и лептона грађене су све честице материје.
Ј.Ј. Томсон је директно преузео Бошковићев ''модел атома'' (1907), а Нилс Бор га је поставио за основу свог модела атома (1913). Ако се упореди Боров модел атома с Бошковићевим моделом атома, онда је очита мисаона традиција од Бошковића преко Томсона до Бора.
Што се теорија свјетлости тиче Бошковић је развио прву задовољавајућу теорију луминисценције. Његова расправа о природи свјетлосне емисије, могла би се интерпретирати као неко наслућивање Ајнштајнове статистике у квантној физици XX стољећа, а на том начелу заснива се, на примјер, функционисање ласера. У том смислу Бошковић би се могао сматрати праоцем ласера. Бошковић се такође може сматрати и претечом термодинамике и кинетичке теорије твари, теорије еластичности чврстих тијела те објашњења облика кристала.
Бошковић се у три аспекта може сматрати претходником теорије релативитета. Прво, Бошковић је стољеће и по прије Маха и Ајнштајна инсистирао на начелу релативитета, тј. да се ни на који начин апсолутно кретање не може разликовати од релативног. Друго, Бошковић је стољеће и по прије Лоренца и Ајнштајна заступао идеју о промјени димензије тијела при преношењу тијела с једног мјеста на друго. По том основном појму из којег се развила теорија релативитета Бошковић се може сматрати директном претходником теорије релативитета. Треће, Бошковић је дошао на идеју да уведе неку другу врсту простора који би имао четири димензије. На основи тога очито је да Бошковића треба посматрати и као претечу теорије релативности.
Иако указује на неке елементе квантне теорије, Бошковићев основни став је детерминистички. Он говори о неком свезнајућем ''духу'', који би био у стању, на основу Њутнових закона из тачног познавања свих сила и почетних услова у неком тренутку, знати сву прошлост и будућност. Пола стољећа касније сасвим аналогно начело класичног детерминизма формулисао је велики француски научник Лаплас. То Лапласово ''интелигентно биће'' добило је у свјетској науци назив ''Лапласов дух'', и има веома важну улогу у науци XIX и XX стољећа. Тек у савременој физици детерминистичког хаоса показано је да човјек никад, у начелу, неће моћи располагати ''Лапласовим духом'', без обзира на то колико ће у будућности напредовати суперкомпјутери и експериментални уређаји. Али, у свјетској науци је слабо познато да је формулацију ''духа'' врло сличног Лапласовом ''бићу'' дао Бошковић пола стољећа прије Лапласа и зато би га требало звати ''Бошковићев дух''.
У подручју геонауке Бошковић је чувен по неколико неизмјерно важних замисли и научних резултата. Прво, њему припада приоритет у одређивању неправилног облика Земље, касније названог геоид, који је промјенљив у времену што је доказано тек након Бошковићевог доба. Он је први одредио спљоштеност Земљиног ротационог елипсоида на половима и добио вриједност која је доста близу вриједности спљоштености прихваћеној у данашњој геодезији. Друго, Бошковић је поставио основе теорије изостазије (1742, 1755, 1785), тј. нагомилавања (суфицити) маса и постојања празнина (дефицит) у Земљиној кори компензовани су одговарајућим распоредом маса у Земљиној унутрашњости. Треће, Бошковић је први у историји науке поставио методу изједначења резултата мјерења поставивши два услова која је касније Лаплас изразио у математичком облику па је та метода по њему названа Лапласова метода (у новије вријеме се употребљава назив Бошковић – Лапласова метода). Та изворна Бошковићева метода је дуго у пракси била потиснута Гаусовом ''методом најмањих квадрата'' (око 1800).
Важност и актуалност Бошковићевих мисли у савременој науци потврђује Hakzenberg, један од највећих физичара XX стољећа, који је рекао 1958. године: ''У Бошковићевом дјелу налази се мноштво идеја које тек у модерној физици посљедњих педесет година долазе до потпуног изражаја и које показују како су била исправна филозофска гледишта којима се руководио Бошковић у својој природној науци''.