Ako imate naučne ideje, mogli ste i sa srednjoškolskom matematikom, da postanete Nobelovac primer de Brolje

 

(Povodom "dana nauke" u Srbiji 10.07.2021.)

 

 

Kada se površno pogleda biografija Luja de Brolja, stekne se slika da je školovan da bi bio profesor fizike na Univerzitetu u Parizu i institutu Poenkare, budući Nobelovac (1929); ništa nije pogrešnije od toga. Bio je iz vekovne plemićke porodice, u mladosti je nasledio  titulu princa Svetog Rimskog Carstva; 1909. je stekao srednjoškolsku diplomu – Baccalaureat - iz filozofije i istorije; tu je pokazao dar za francuski, istoriju, fiziku, filozofiju, a prosečne rezultate iz matematike, hemije i geografije, slabo je vladao crtanjem i stranim jezicima. U osamnaestoj godini Luj je upisao Univerzitet u Parizu, gde je prvo studirao istoriju i pravo, ali s ubrzo razočarao u ove discipline i njihove nastavne metode. Istovremeno, nije ga privlačila ni vojna ni diplomatska karijera, uobičajena u njegovoj porodici; počeo je da posećuje časove fizike, ali su onda usledile 4 godine rata; bio je vojnik u sektoru gde se razvijala radio komunikacija. Posle demobilizacije nastavlja studije sa idejom da stekne doktorat. Prati predavanja Pola Langevina o teoriji relativnosti, koja su na njega ostavila dubok trag; redovno prati eksperimente koji su izvođeni u laboratoriji iz fizike kod svog starijeg brata Morisa. Moris i Luj publikuju zajedničke radove u vezi sa svojstvima rentgenskih zraka i fotoelektričnim efektom. Te je probleme, za razliku od inžinjera Tesle, shvatio kao "zagonetke subatomskih čestica", poželeo je da ih "reši". Pošto nije bio direktno školovani fizičar, upustio se u mnogobrojna metafizička razmišljanja. Postavljao je sebi i ona za školovane fizičare "nedopustiva" trivijalna pitanja koja su ga dovela do toga da stvarnost sagleda drugačijim očima. Da bi objasnio energije stabilnih stanja atoma, Luj je odbacio  ideje da su elektroni u atomima nalik malim njutnovskim planetama koje kruže po orbiti oko atomskog jezgra. Pre njega, zahvaljujući Ajnštajnovom objašnjenju fotoelektričnog efekta i Maks Plankovom objašnjenju zračenja apsolutno crnog tela, ukazala se nužnost da se zracima svetlosti pridruže i čestična svojstva. De Brolje je stoga sebi postavio obrnuto pitanje: “Ako svetlost osim talasnih poseduje i čestična svojstva, da li onda česticama supstance, kao što su, na primer, elektroni, treba takođe, osim čestičnih, pridružiti i talasna svojstva?” Imao je viziju da ti talasi elektrona nisu talasi elektronske materije onako kao što su okeanski talasi sačinjeni od vode, već da su elektronski talasi zapravo talasi verovatnoće.

 

Stvorio je nekoliko hipoteza o talasnim svojstvima čestica. Rezultate tih razmišljanja sabrao je u doktorskoj disertaciji "Istraživanja u kvantnoj teoriji". Ugledni naučnici Sorbone, fizičari Žan Peren (Jean Perrin), Šarl Viktor Mogen (Charles Victor Mauguin), Pol Lanževen (Paul Langevin) i matematičar Eli Kartan (Elie Cartan), našli su se u čudu; rad je bio na tako malo strana, matematika je u disertaciji bila srednjoškolska, glavne ideje su im ličile na "studentske greške". Razgovarajući sa kandidatom nisu uspeli da mu opovrgnu tvrđenja, pa je teza odbranjena 25.10.1924, iako su profesori i dalje smatrali da je to "više logička i metafizička igra" nego fizika. Uporni de Brolje nije odustajao, počeo je posećivati etablirane fizičare nudeći im svoje hipoteze. Nije ga zaustavio ni podsmeh i ismevanje. O tome najbolje svedoči pošalica među studentima mnogih fizičkih fakuleta. "Raspored časova: ponedljkom, sredom, petkom – 'elektron će biti čestica'; a utorkom i četvrtkom – 'elektron će se ponašati kao talas' "! Taj "intelektualni skanadal", da se na nivou atoma mora napustiti esencijalizam, da se tek pomoću instrumentalističkih apstrakcija empirijska fizika kreće napred, bio je ravan onom koji je izazvao Njutn kada je konstruisao dinamiku 1687. pomoću privlačne "gravitacione sile" koja dejstvuje bez prenosnika, bez etra. Fizički "esencijalizam" je ponovo pretrpeo ubedljiv poraz od "instumenatalista".

 

Tako je de Brolje stigao i u Hamburg kod Paulija, koji ga se "rešio" tako što ga je uputio na asistenta Šredingera u Zirih. Neočekivano za Paulija, kao rezultat tog susreta pojavila se Šredingerova interpretacija kvantne mehanike i njegova "jednačina stanja". Šredigerova jednačina u okviru kvantne mehanike ima ulogu koju u klasičnoj mehanici ima drugi Njutnov zakon kretanja. Luj de Broljeva "talasna" hipoteza postala je tako jedan od osnovnih postulata nove talasne ili kvantne mehanike, ali je takođe uvela u fiziku i problem tzv "talasno-čestičnog dualizma". Odnos prema de Broljevim hipotezama rapidno se promenio kada su njegovu teoriju potvrdili Džermer i Klinton Dejvison 1927. u eksperimentu kojim je dokazana difrakcija elektrona na kristalima. Difrakciona slika je bila dokaz "talasne prirode elektrona". Za rad na talasnoj mehanici i otkriće talasne prirode elektrona de Brolje je dobio Nobelovu nagradu za fiziku 1929. Jedna od primena njegovog otkrića je elektronski mikroskop, koji je imao mnogo veću rezoluciju od optičkih mikroskopa jer je talasna dužina elektrona mnogo kraća od talasne dužine svetlosti. De Brolje je nastavio svoje matematičko školovanje da bi bio u stanju da dobije profesuru na depadansima fizike i da bi mogao da se bavi varijacionim principima Fermaa, Mopertija i Karnoa.

 

 

Zoran Stokić

12.07.2021.