Lubię książki popularyzujące nauki fizyczne. Szczególnie napisane przez autorów będących specjalistami w dziedzinach nauk fizycznych. Ostatnio wpadła mi rękę pozycja Kwantechizm 2.0, czyli klatka na ludzi. Autor, prof. Andrzej Dragan, zajmuje się fizyką kwantową. Pychota. Polecam nie tylko dlatego, że p. Andrzej jest Polakiem, a przyzwoita pozycja produkcji rodzimej zawsze cieszy, ale książka moim zdaniem jest naprawdę świetnie napisana.
Przytaczam z niej takie zdanie: „Wyznaję zasadę, że czego nie umiałbym wytłumaczyć własnej babci, tego po prostu nie rozumiem”. Potwierdzam, że stara się to udowodnić. Bardzo proszę wszystkie babcie o przeczytanie Kwantechizmu i dyskusję o fizyce kwantowej.
W swoim życiu z podobnym zagadnieniem kiedyś się spotkałem. Było to krótko przed wybuchem wojny, miałem sześć lat i byłem prowadzony za rękę przez moją babcię Mariannę, gdy nadleciał samolot.
- Babciu – nie wytrzymałem, pokazując kierunek skąd nadlatywał – samolot leci. Przysłoniła ręką oczy: Widzę synku, widzę, ale i tak nie wierzę - odrzekła.
Tak po raz pierwszy w życiu zetknąłem się z dylematem wiary i wiedzy. Mnie wiary wtedy może nie brakowało, natomiast wiedzy, podobnie jak mojej babci, tak. Stąd nie wiedzieliśmy, jak taka sterta metalu może swobodnie jak ptak fruwać w przestworzach. Autorem, którego liczne książki traktujące o szeroko rozumianej fizyce czytałem i mogę śmiało polecić innym jest Japończyk z pochodzenia, fizyk Michio Kaku. Zajmował się teorią strun i za swoje prace został nawet wyróżniony Nagrodą Nobla, ale znaczny rozgłos przyniosły mu publikacje popularyzatorskie, m.in. Hiperprzestrzeń, czy Fizyka rzeczy niemożliwych.
Wspominam go tu głównie dlatego, że wyróżnił on odkrycia naukowe i wynalazki o epokowym, zasadniczym dla nauki i techniki znaczeniu. Nadał im miano Technologicznej Osobliwości (TO). Zaliczył do nich odkrycia na tyle ważne, że zmieniają zasadniczo nie tylko kierunki rozwoju nauki, ale także technologię, przemysł, całe nasze życie.
Chcąc podać przykład takiego odkrycia sięgnę do publikacji innego autora - Leona Ledermana i jego książki Boska cząstka. Tak napisał w niej o odkryciu elektronu w 1897 roku przez Josepha J. Thomsona (Nagroda Nobla w 1906): „Na tym maleństwie spoczywa cały gmach współczesnej technologii”.
Rzeczywiście, chyba nie można dziś sobie wyobrazić naszej egzystencji, bez tego odkrycia. Elektronika i jej wszechstronne zastosowania przede wszystkim w energetyce są tego dowodem. Dochodzą do tego inne jej odmiany - telekomunikacja (telefon, radio, telewizja), a obecnie także komputery, Internet, sztuczna inteligencja itd. itd. Nic dziwnego, że wiek XX, kiedy jej rozwój był najbardziej burzliwy nazwano wiekiem elektroniki.
Uważam, że w moim życiu miałem wiele szczęścia. Skończyłem studia na Wydziale Elektroniki WAT i otrzymałem tam przydział do pracy w początkach lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku. Wtedy otrzymywaliśmy miejsca pracy zgodnie z przydziałami. Wkrótce (w 1960 r). skonstruowano w USA pierwszy generator fal optycznych – laser. Załączam zdjęcie tego wynalazku.
To bardzo dziwna fotografia. Dlaczego urządzenie nazwane później laserem rubinowym pokazane jest na tle twarzy jego twórcy Theodora Maimana? Podobno fotograf uznał samo urządzenie za tak proste, a nawet prymitywne, tak mało fotogeniczne, że zgodził się go opublikować tylko w tym ujęciu. A jednak był to wynalazek o przełomowym znaczeniu. Wcześniej nie potrafiono wytwarzać monochromatycznego promieniowania w zakresie optycznym. Dopiero wzmacniacz kwantowy zaproponowany w 1917 r. przez A. Einsteina okazał się do tego celu przydatny.
Gordon Gold, wizjoner techniki laserowej i pomysłodawca wielu zastosowań laserów (on po raz pierwszy użył nazwy laser) w początkowym okresie prac nad generatorami światła napisał: „Lasery będą tym dla optyki, czym tranzystory są dla elektroniki”. Nie pomylił się. Skonstruowano wiele ich rodzajów, a lasery w połączeniu ze światłowodami dały początek nowej gałęzi elektroniki – optoelektronice, przez fizyków często nazywanej fotoniką. W związku z jej szybkim rozwojem, mają oni nadzieję, że podobnie jak wiek XX nazwano wiekiem elektroniki, wiek XXI zostanie nazwany wiekiem optoelektroniki (fotoniki).
W zakresie mikrofalowym wzmacniacz i generator kwantowy był zbudowany wcześniej (pierwszy maser został skonstruowany przez Ch. Townesa w 1954 r.). Zauważono wtedy, że idea ta, może mało przydatna w mikrofalach, jest wyjątkowym darem przyrody dla zakresu fal krótszych - optycznych. Rozpoczął się wyścig w budowaniu lasera, który zaowocował szeregiem uruchomień. Pierwszym był laser rubinowy Th. Maimana.
Powracając do klasyfikacji odkryć naukowych Michio Kaku, chcę przekonać państwa, że zbudowanie lasera jest taką technologiczną osobliwością (TO), niemniej uważam, że takim odkryciom powinna zostać nadana bardziej znacząca nazwa - odkryć cywilizacyjnych. Ukierunkowują one rozwój naszej cywilizacji, wyznaczają jej nowe możliwości i perspektywy.
Odkryciom (wynalazkom) cywilizacyjnym można nadać takie cechy jak:
• Niezbędność – bez nich niemożliwy jest rozwój nauki, techniki i gospodarki, także postęp cywilizacyjny
• Niezastępowalność – brak jest innych metod, innych technik, które mogłyby zadania ich przejąć i realizować.
Laser można będzie można uznać za taki cywilizacyjny wynalazek, jeżeli będzie spełniać powyższe warunki. Chociażby jeden.
Gdyby spełniła się wizja (zapowiedź) Gordona Golda i zrealizowana została laserowa synteza termojądrowa, śmiało moglibyśmy uznać, że taki dowód został przeprowadzony. Niestety, jak wiadomo (pisałem o tym także w felietonie Maksyma) tego zastosowania mimo zaangażowania poważnych środków i długotrwałych badań w USA i na całym świecie nie udało się zrealizować.
Zrealizowano jednak cały szereg innych zastosowań lasera, niezbędnych dla potrzeb naszej cywilizacji, których lista jest długa.
Wymieńmy zatem kilka z nich: telekomunikacja światłowodowa, holografia optyczna i jej ważniejsze zastosowania, wzorce czasu i długości, pomiary odległości do satelitów i księżyca, optyczna telekomunikacja w kosmosie, wykrywanie i rejestracja fal grawitacyjnych. O niektórych z nich opowiem innym razem.
Zdzisław Jankiewicz