MG 2000/1
Mokslo gairės
Prof. habil.dr. JONAS GRIGAS
Prasidėjo paskutinieji šio šimtmečio, o kartu ir antrojo tūkstantmečio metai. Pažvelkime į praeitį, dabartį, ateitį ir pažiūrėkime, kokie svarbiausi moderniojo mokslo atradimai buvo padaryti nuo jo atsiradimo kiekvieną, o ypač paskutinį šio tūkstantmečio šimtmetį. Visą tą laiką žmonių smalsumas skatino labiau pažinti save, mikropasaulį ir Visatą. Kiekvienas mokslo atradimas buvo naujas laiptelis, ant kurio užlipusiai žmonijai atsiverdavo vis didesnis paslapčių horizontas.
Praeitis
XV a. Renesanso epochoje atsirado modernusis mokslas, kurį pagimdė senovės išminčių darbai Euklido geometrija, Ptolemėjaus geografija ir antikinės medicinos klasiko Klaudijaus Galeno medicina. Juos amžiais išsaugojo mokslingi arabų vyrai.
XVI a. Andrėjas Vezalijus, eksperimentiniu būdu ištyręs žmogaus kūno sandarą, 1543 m. paskelbė pirmąją šiuolaikinę žmogaus anatomijos knygą, o lenkų astronomas Mikalojus Kopernikas išmąstė, kad Žemė bei kitos planetos sukasi aplink Saulę, ir sukūrė heliocentrinę pasaulio sistemą. 1572 m. danų astronomas Tichas Brahė, stebėdamas supernovas, atskleidė, kad dangaus kūnai taip pat keičiasi, ir paneigė jų nekintamą prigimtį.
XVII a. Italų fizikas, mechanikas ir astronomas Galilėjus Galilėjas savo išrastu teleskopu 1609 m. pastebėjo Mėnulio kraterius, o po metų Jupiterio palydovus. 1609 m. vokiečių astronomas ir matematikas Johanas Kepleris suformulavo planetų judėjimo dėsnius. 1614 m. škotų matematikas Džonas Neperis išrado logaritmus ir ištyrė jų savybes; logaritmai labai palengvino skaitmeninius skaičiavimus. 1628 m. anglų gydytojas, fiziologas ir embriologas Viljamas Harvėjus atrado žmogaus didįjį kraujo apytakos ratą ir pagrindė kraujo apytakos mechanizmą. Anglų fizikas ir matematikas Izaokas Niutonas atrado kūnų traukos ir judėjimo dėsnius, kurie sujungė Žemės ir dangaus kūnų dinamiką į vieningą visumą, o amžiaus pabaigoje jis atrado šviesos sklidimo dėsnius. 1674 m. olandų gamtininkas, mikroskopijos pradininkas Antonijus Levenhukas atrado mikroorganizmus eritrocitus, spermatozoidus, bakterijas, augalų ir gyvūnų ląsteles.
XVIII a. Švedų gamtininkas Karlis Linėjus 1735 m. sukūrė organizmų klasifikavimo ir pavadinimų sistemą. 1752 m. JAV politinis veikėjas ir mokslininkas Bendžaminas Franklinas, leisdamas prie rakto pririštus aitvarus, įrodė žaibo elektrinę prigimtį. Anglų chemikas ir filosofas Džozefas Prystlis aprašė deflogistuotą orą, o po penkerių metų prancūzų chemikas Antuanas Lavuazjė jį pavadino deguonimi ir įrodė, kad vanduo yra deguonies ir vandenilio mišinys. Vokiečių astronomas Frederikas Heršelis 1781 m. atrado Urano planetą, pirmąją nuo priešistorinių laikų naują planetą ir du jos palydovus. 1795 m. pasirodęs veikalas Žemės teorija padėjo mokslinės geologijos pamatus. Anglų gydytojas Eduardas Dženeris 1798 m. sukūrė pirmąją vakciną nuo žmoniją kankinusių raupų.
XIX a. Italų fizikui ir fiziologui Aleksandrui Voltai 1800 m. išradus pirmąjį nuolatinės elektros srovės šaltinį elektros bateriją, prasidėjo spartūs elektros ir magnetizmo tyrimai. Anglų fizikas ir chemikas Džonas Daltonas 1808 m. suprato medžiagos atominę prigimtį. 1820 m. danų fizikas Hansas Kristianas Erstedas suprato elektros ir magnetizmo ryšį, o 1831 m. anglų fizikas ir chemikas Maiklis Faradėjus atrado elektromagnetinę indukciją ir sukūrė elektros variklius bei elektros srovės generatorius. Prancūzų chemikas ir mikrobiologas Luji Pasteras 1857 m. padėjo mikrobiologijos ir imunologijos pagrindus ir įrodė, kad mikroorganizmai sukelia fermentaciją. Šis darbas įgalino sukurti maisto pasterizavimo, kurio metu užmušami mikroorganizmai, technologijas. 1859 m. spektroskopiniais metodais buvo atskleista žvaigždžių cheminė sudėtis. Tais pačiais metais anglų gamtininkas Čarlsas Darvinas paskelbė veikalą Rūšių kilmė, kuriame atskleidė rūšių kintamumo ir organizmų prisitaikymo prie aplinkos esmę. 1864 m. anglų fizikas Džeimsas Klarkas Maksvelis lygtimis aprašė elektromagnetizmą ir sukūrė elektromagnetinio lauko teoriją. 1865 m. čekas Gregoras Johanas Mendelis paskelbė paveldimumo genetinius dėsnius, bet jie neturėjo įtakos evoliucijos teorijai iki pat XX amžiaus. 1871 m. rusų chemikas Dmitrijus Mendelejevas atrado periodinį cheminių elementų dėsnį ir paskelbė periodinę elementų lentelę, kuri numatė iki šiol atrandamų naujų elementų buvimą. 1895 m. vokiečių fizikas Vilhelmas Konradas Rentgenas atrado dabar jo vardu pavadintus spindulius ir paskatino radioaktyvumo atradimą. 1896 m. prancūzų fizikas Anri Bekerelis, o po dvejų metų ir kiti du prancūzų fizikai - Marija ir Pjeras Kiuri - atrado gamtinių elementų urano, torio ir radžio skleidžiamus spindulius, dabar vadinamus radioaktyviaisiais spinduliais. 1897 m. anglas Džordžas Tomsonas atrado mažiausią elektringą dalelę elektroną, kurį pasitelkusi savo tarnybai žmonija XX a. sukūrė elektronikos ir ryšių priemones, kompiuterius ir šiuolaikines informacines technologijas.
XX a. pateikė daugiausia fundamentalių mokslo atradimų. Nuo 1900 iki 1920 m. fizikai, remdamiesi kvantine mechanika, sukūrė naują mikropasaulio sampratą. Šiuo metu pasirodė ir Alberto Einšteino reliatyvumo teorija, kuri visiškai pakeitė požiūrį į mus supančią erdvę ir laiką, parodė energijos ir masės ekvivalentiškumą ir atvėrė vartus minčiai į Visatą. 1916 m. JAV astronomas Harlas Šaplis nustatė, kad mus šildanti Saulė yra milžiniško Paukščių Tako žvaigždyno kraštinė žvaigždė, o kitas JAV astronomas Edvinas Hablas 1929 m. atrado, kad galaktikos skrenda viena nuo kitos besiplečiančioje Visatoje. Iš kur ta Visatos plėtros energija? Buvo nustatyta, kad Visata sudaryta daugiausia iš vandenilio, kuris ir yra žvaigždžių kuras. JAV radiofizikas K.Janskis 1932 m. aptiko kosminių kūnų elektromagnetinį mikrobangį spinduliavimą, kuris nuolat sklinda į Žemę ir neša informaciją apie Visatą prieš susiformuojant galaktikoms.
Antrasis pasaulinis karas labai paspartino taikomuosius mokslinius tyrimus. 1942 m. buvo sukurtas ir pradėjo veikti pirmasis atominis reaktorius, galingiausias naujos energijos rūšies šaltinis, o 1945 m. skaitmeninis kompiuteris, atvėręs kelią naujiems skaičiavimų principams ir taikymams. 1948 m. išrastas tranzistorius, šiuolaikinės mikroelektronikos ir kompiuterių grandynų pirmtakas, atvėręs vartus elektronikos, ryšių priemonių ir informacinių technologijų taikymui visose gyvenimo srityse. 1953 m. Džeimsas Vatsonas ir Francis Krikas atrado DNR molekulės dvigubą spiralinę struktūrą, panašią į Visatos spiralinę struktūrą. Paaiškėjo, kad Visata ir gyvybė yra savaime panašiai susitvarkančios, veikiant tiems patiems fizikos ar gamtos dėsniams.
1957 m. rusai paleido pirmuosius dirbtinius Žemės palydovus Sputnik 1 ir 2, kurie atvėrė naują erdvės pažinimo erą. 1960 m. sukurtas pirmasis dujinis koherentinės mikrobangės spinduliuotės šaltinis - mazeris; vėliau tuo pačiu principu buvo sukurti ir lazeriai, radę daugybę praktinių taikymų. Septintąjį dešimtmetį geologijos mokslą labai pagyvino jau 1912 m. pasiūlyta, bet ilgai ignoruota žemynų judėjimo teorija. 1969 m. liepos mėnesį amerikiečių astronautai Neilas Armstrongas ir Edvinas Oldrinas pirmieji išsilaipino ir pasivaikščiojo kitame artimiausiame Žemei dangaus kūne Mėnulyje, atvėrę kelius tarpplanetinėms kelionėms. 1977 m. amerikiečių erdvėlaiviai Vojadžer 1 ir 2 išskrido į tarpplanetinę kelionę ir iki 1990 m. mikrobangomis atsiuntė stulbinančius tolimiausių Saulės sistemos planetų Jupiterio, Saturno, Urano ir Neptūno - vaizdus.
Dabartis
Baigiantis XX amžiui Žmogaus genomo projektas susistemino žmonių genus, Internetas sujungė į vieną šeimą viso pasaulio mokslininkus, o nuo 1990 m. esantis Žemės orbitoje Hablo teleskopas siunčia į Žemę puikius tarpgalaktinės erdvės ir tolimųjų galaktikų vaizdus. Rutgerso universiteto botanikas Ilja Raskinas atrado, kad augalai, kaip ir žmonės bei gyvūnai, tarpusavyje palaiko ryšį. Jie skleidžia anksčiau nežinotas chemines medžiagas, kurios signalizuoja kilus pavojui.
Mokslo laimėjimai keitė žmonių buitį, kultūrą, meną ir filosofiją. Žmonės keitėsi ir keičiasi, iki šiol painiodami šios kaitos priežastis su pasekmėmis, mokslą su nemokslu. Daugeliui šventiniai fejerverkai atneša didesnį dvasinį pasitenkinimą nei mokslo atradimai, kuriais kasdien naudojasi. O seneliai linguodami galvas žiūri į besikeičiantį jaunimą.
Nepaisant visų mokslo laimėjimų, dar labai mažai žinome apie mikropasaulį, save ir Visatą. Dauguma žmogaus DNR užkoduotos informacijos dar nežinoma, o didžioji dalis Visatos masės dar neatrasta, nežinome ir kaip Visata atsirado prieš 11 ar 15 milijardų metų. Mokslo atradimus labai spartina vis greitesni kompiuteriai bei informacijos apdorojimo technologijos, įgalinančios mikroskopus ir teleskopus matyti vis mažesnius ir tolimesnius objektus. Genetikai gali tyrinėti milijoninių centimetro dalių molekules, o astronomai - matyti iki 11 milijardų šviesmečių esančias nesuskaičiuojamas galaktikas. O juk vos prieš keletą šimtmečių dauguma europiečių manė, kad visas pasaulis tai Žemė, tarsi keptuvė, uždengta dangaus skliautu, kuriame apie tą keptuvę sukasi Saulė. Jau atrasta 20 maždaug Jupiterio dydžio planetų, besisukančių apie žvaigždes už Saulės sistemos ribų. Per kelerius ateinančius metus NASA planuoja paleisti į erdvę keletą teleskopų planetų, panašių į Žemę, paieškai. Praėjusį balandį astronomai Geofas Mercis ir Paulas Batleris atrado pirmąją Saulės su planetomis sistemą už mūsiškės ribų. Praėjusių metų pabaigoje keletas sujungtų didžiulių teleskopų ant Mauna Kea kalno sukurs 85 m skersmens teleskopą, kuris įgalins matyti apie žvaigždes skriejančias planetas.
XX a. mokslo spurtas dažnai vadinamas mokslo revoliucija. Bet kodėl ta mokslo revoliucija neprasidėjo prieš keletą šimtmečių? Ir senovėje žmonių mintis klajojo toli už kasdienės buities ribų. Senovės graikų matematikai buvo apskaičiavę Žemės apskritimo ilgį, astronomai - sudarę žvaigždėlapius ir apskaičiavę atstumą iki Mėnulio. Iki XII a. kinų mokslininkai buvo sukūrę seismografus, magnetinius kompasus ir begalinės erdvės koncepciją. Kodėl šiose šalyse neprasidėjo mokslo revoliucija? Vienas iš atsakymų galėtų būti toks: tik XVI a. Europos mokslininkai pradėjo intensyviai naudotis kiekybiniais skaičiavimais, matematika eksperimentų rezultatams apskaičiuoti. Iš čia matyti, kad matematika pradėjo moderniojo mokslo revoliuciją. Gal todėl ji kartais vadinama mokslų karaliene.
Vienas iš mokslo revoliucijos rezultatų yra žmonių skaičiaus augimas. Kol modernusis mokslas nebuvo sukūręs miestų kanalizacijos sistemų ir imunizavimo nuo ligų, apie pusę vaikų mirdavo nesulaukę 5 metų. XIX a. pabaigoje vaikų mirtingumas sumažėjo, o žmonių skaičius pradėjo sparčiai didėti. Medicinos laimėjimai - laidas tolesniam žmonių skaičiaus augimui, kuris meta iššūkį mūsų harmoningam gyvenimui su gamta. Apie daugelį minėtųjų atradimų Mokslas ir gyvenimas informavo skaitytojus ištisus keturis dešimtmečius.
Ateitis
Ar mokslo progresas tęsis? Ar jis pasieks ribą, kaip prie Gibraltaro esantys Herkulio stulpai, viduramžiais europiečiams simbolizavę pasaulio ir pažinimo ribas? Ant jų buvo užrašyta: Ne plus ultra (Nieko toliau). Šiuolaikiniam mokslui Herkulio stulpai galėtų tapti moraliniais ir dvasiniais. Mokslininkai ir visuomenė turi apsispręsti, kiek galima keisti augalų, gyvūnų ir žmonių genetinę struktūrą ir ar galima keisti svarbiausius genus, kurie mus padarė žmonėmis. O tuo tarpu mokslo laimėjimai ir iššūkiai mus sparčiai neša į trečiojo tūkstantmečio nežinomybę ir kelia klausimus apie žmonių giminės likimą: kur žmonija bus dar po vieno tūkstantmečio ir kaip ją mokslas pakeis? Niekas negalėtų nuspėti ir mūsų kito šimtmečio ateities.
Sparti mintis ir dar spartesnės mašinos atneša vis naujų duomenų apie mikropasaulį, save ir Visatą. Išaiškėja didžiausios paslaptys. Mokslas jau pasirengęs pažvelgti į Visatos pakraščius ir paaiškinti kiekvieno žmogaus kibernetinės sistemos bito paskirtį. Žmogus savo primityvia, bet egoistiška prigimtimi jau išnaikino šimtus gyvūnų ir augalų rūšių. Jeigu ir toliau taip elgsis, ar neišsems gamtinių išteklių ir neišnyks? Ar žiauri globalinė rinkos ekonomika nesugriaus gyvybę palaikančių sistemų, nuo kurių mes priklausome? Laikydami save gamtos valdovais, mes nepaisome to, kas mums suteikia gyvybę.
Esame palaiminti dėl savo sąmonės ir prakeikti dėl nuolat kylančių klausimų. Mes gerai nežinome, kas sukūrė pasaulį, bet visiškai akivaizdu, kad esame kūrybingi, t.y. patys šiek tiek dieviški. Dėl tos kūrybos per pastarąjį šimtmetį mes pakeitėme pasaulį labiau ir patys pasikeitėme daugiau nei per 4 tūkst. metų. Gal kitą šimtmetį mes panaudosime 80 proc. savo smegenų vietoj 11 proc. dabar? Gal turėsime 30 jausmų, vietoj dabartinių 5? Gal telekinezės tinklais keisimės informacija Visatoje, kaip dabar Interneto tinklais Žemėje? Gal žmonės juoksis iš šio šimtmečio pabaigos mūsų teorijų ir pasaulio sampratos? Gal tapsime dalimi savo palikuonių sąmonės arba kosminėmis dulkėmis? O gal virsime robotų kibergalvomis? Jeigu Mokslas ir gyvenimas išgyvens, skaitytojai ras jame atsakymus į daugelį šių klausimų. Bet ar išgyvens?
Ką mes gausime iš šių atsakymų? Galbūt naujų vaistų, galbūt didesnio komforto, o gal vogčiomis žvilgtelėsime į Dievą? Viena aišku, kaip visada, kils dar daugiau klausimų.