KARLO ROVELLI

FIZIKADAN 7
SABOQ

Olti yashar bolaga nimanidir tushuntirib berolmas ekansiz, uni hali o‘zingiz yaxshi anglab yetmagansiz.

ALBERT EYNSHTEYN

KIRISH

Ushbu darslar zamonaviy ilm-fan haqida yetarlicha bilimi yo‘q insonlar uchun yozilgan. Darslar yigirmanchi asr fizikasida sodir bo‘lgan buyuk inqilobning eng qiziqarli jihatlarini hamda ushbu inqilob tufayli javobi topilgan savollar va sirlarni ochib beradi. Shuningdek, ilm-fan dunyoni yaxshiroq anglashimizga yordam beradi va insoniyatga ma’lum bo‘lmagan narsalarning bor bo‘y-bastini namoyish qiladi.

Birinchi mavzu Albert Eynshteynning nisbiylik nazariyasiga bag‘ishlangan bo‘lib, u fanga ma’lum nazariyalar ichida eng jozibalisi sanaladi. Ikkinchisi, kvant mexanikasiga bag‘ishlangan va u zamonaviy fizikaning eng tushunarsiz tomonlarini ochib beradi. Uchinchisi, kosmos, ya’ni biz yashab turgan koinotning tuzilishi haqida ma’lumot beradi, to‘rtinchisi, uning dastlabki zarralari haqida. Beshinchi darsda kvant tortishish kuchi, yigirmanchi asrning muhim kashfiyotlarini bitta nazariyaga sig‘dirishga urinishlar xususida boradi. Oltinchi dars qora tuynuklarning ehtimolligi va issiqligi haqida. Kitobning oxirida o‘zimizga qaytamiz va fizika ochib bergan, tanitgan notanish dunyoda mavjudligimiz borasida o‘ylash qanchalik muhimligini bilib olamiz.

Ushbu saboqlar “Sole 24 Ore” italyan gazetasining yakshanba sonida muallif tomonidan nashr qilingan maqolalarning kengaytmalari hisoblanadi. Men Armando Massarentiga alohida rahmat aytaman, u gazetaning yakshanba sonida ilm-fan uchun madaniy sahifalar ajratishni asosli hisoblaydi hamda hayotimizning ajralmas va muhim qismini yoritishga imkon beradi.

Birinchi dars

ENG JOZIBALI NAZARIYA

Albert Eynshteyn yoshligida yarim yildan ko‘proq muddat maqsadsiz yurgan. Vaqtni yo‘qotmay turib muvaffaqiyatga erishib bo‘lmaydi, baxtga qarshi hozir o‘smirlarning ota-onalari buni unutib qo‘yishgan. U Paviada edi, Germaniyada gimnaziya qiyinchiliklariga bardosh berolmay, o‘qishdan chetlatilib, oilasi bag‘riga qaytgandi. Bu XIX asrning oxirlariga to‘g‘ri keladi, Italiyada sanoat inqilobining boshlanish davri edi. Uning otasi muhandis bo‘lgan, Padan tekisligidagi dastlabki elektrostansiyalar uchun elektr asboblari yetkazib berardi. Albert Kantni o‘qir, imtihonlar haqidagi xavotirsiz, ro‘yxatdan ham o‘tmay, shunchaki qiziqish uchun Pavia Universitetidagi doimiy ma’ruzalarga qatnardi. Aslida jiddiy olimlar shunday yetishadi.

Keyin u Syurixdagi politexnika institutiga o‘qishga kirdi va fizikaga boshi bilan sho‘ng‘ib ketdi. Oradan yillar o‘tib, 1905-yilda, u o‘zining 3 ta maqolasini o‘sha davrning eng nufuzli ilmiy jurnali bo‘lmish “Annalen der Physik”ga jo‘natadi. Ularning har biri Nobel mukofotiga arzirdi. Birinchisi, atomlar haqiqatdan mavjudligini isbotlaydi. Ikkinchisi, kvant mexanikasi uchun asos bo‘lib xizmat qiladi va biz keyingi darsda bu haqda batafsil gaplashamiz. Uchinchisi esa, uning ilk nisbiylik nazariyasini aks ettirgan (bugungi kunda “sohaviy nisbiylik”nazariyasi sifatida ma’lum). Nazariya vaqt qanday qilib hamma uchun bir xil o‘tmasligini tushuntiradi: masalan, ikki tomchi suvdek o‘xshash egizaklardan bittasi ulkan tezlikda ko‘chib yursa, kun kelib ular ortiq tengdosh emasliklarini payqab qolardilar. Eynshteyn bir zumda mashhur olimga aylandi va turli universitetlardan ishga takliflar tusha boshladi. Ammo nimadir uni bezovta qilardi: olqishlarga qaramay, nisbiylik nazariyasi bizga tanish tortishish kuchiga, ya’ni jismlar qulashi tushunchasiga mos kelmasdi. U o‘zining nazariyasini xulosalash uchun maqola yozayotganda buni tushundi va fizikaning otasi Isaak Nyuton tomonidan yaratilgan butun dunyo tortishish kuchi qonunini yangi nisbiylik tushunchasiga moslashtirish kerak, degan xulosaga keldi. Eynshteyn muammoga boshi bilan sho‘ng‘ib ketdi. U bunga 10 yil vaqtini sarfladi. O‘tgan 10 yil tinimsiz izlanishlar, harakatlar, xatolar, ikkilanishlar, bo‘sh maqolalar, to‘g‘ri-yu noto‘g‘ri fikrlar yillari edi.

Nihoyat, 1915-yil noyabrda u tortishish qonunini to‘liq hal qilgan yangi maqolasini e’lon qildi va uni “Nisbiylikning umumiy nazariyasi” deb atadi, rus fizigi Lev Landau buni Eynshteynning shoh asari hamda mazkur nazariyalar ichida eng jozibalisi deya ta’riflaydi.

Bizni hayratga solgan shoh asarlar anchagina: Motsartning “Motam kuyi”, Gomerning “Odisseya”si, “Sikstin ibodatxonasi” va “Qirol Lir” asarlari. Ularning buyukligini to‘liq anglash, ehtimol, uzoq mashaqqat talab qilar, ammo mukofoti go‘zallik va dunyoga yangi nuqtayi nazar bilan boqish bo‘ladi. Eynshteynning javohiri – nisbiylikning umumiy nazariyasi yuqoridagi kabi durdona asarlardan biridir.

Men bu nazariyani tushunishni boshlaganimda hayajonga tushganini hamon eslayman. Yoz edi. Universitetning oxirgi bosqichida o‘qirdim, Kalabriyadagi Kondofuri sohilida, antik O‘rta Yer dengizi oftobi ostida bunga kirishgandim. Mutolaaga ta’til payti kirishish yaxshiroq natija beradi, o‘quv jarayoniga chalg‘imaysiz. Qo‘limda chetlarini sichqon chaynagan kitob turardi, sal oldinroq men undan ko‘hna hippilar uyidagi badbaxt maxluqlarning uyasi og‘zini berkitishda foydalangandim. Kulba Umbriya yonbag‘rida joylashgan, Bolonyadagi universitet mashg‘ulotlaridan zerikkan mahalim o‘sha yerdan panoh topardim. O‘qtin-o‘qtin kitobdan ko‘z uzardim-da, yarqiragan dengizga tikilardim: nazarimda, men chindan ham Eynshteyn topgan makon va zamonning og‘ishini ko‘rayotgandim. Sehrning o‘zginasi edi, go‘yo allakim qulog‘imga birov xayol qilmagan, sirli haqiqatni pichirlab, sodda va chuqur tizimni ko‘rsatish uchun to‘satdan voqelik pardasini ko‘targanga o‘xshardi. Yerning dumaloqligini, pildiroqdek g‘izillab aylanishini kashf qilganimizdan beri reallik o‘ylaganimizdek emasligini angladik: har safar uning yangi qirralarini o‘rganar ekan, biz chuqur hissiy tajribani boshdan kechiramiz. Yana bir parda ko‘tarilgandi.

Biroq butun tarix davomida birin-ketin sodir bo‘lgan ko‘plab ilmiy yutuqlar orasida Eynshteynning kashfiyoti tengsiz bo‘lsa kerak. Nega?

Hech bo‘lmaganda shuning uchun bebahoki, nazariyani anglashingiz zahoti uning soddaligidan hayratga tushasiz. Quyida buni tushuntiraman.

Nyuton nima sababdan jismlar qulab, sayyoralar aylanishi sabablarini tushuntirishga intiladi. U barcha moddiy jismlarni bir-biriga tortadigan kuch mavjud deb xayol qiladi va uni tortishish kuchi deb ataydi. Bu kuch qanday qilib bir-biridan uzoqda bo‘lgan narsalarga bosim o‘tkaza olishi, ya’ni ular biron sababsiz tortishishi noma’lum edi, shuning uchun zamonaviy ilm-fanning otasi ilmiy farazni e’lon qilishga shoshilmagan. Nyuton, shuningdek, jismlar fazoda harakatlanadi, fazo esa sig‘imli bo‘sh konteyner, koinotni o‘z ichiga olgan katta quti, barcha obyektlar kuch ularning trayektoriyalarini og‘ishga majbur qilmaguncha to‘g‘ri harakatlanadigan cheksiz tuzilma deb hisoblagan. Faraz qilgan dunyo konteyneri – fazo nimadan iboratligini Nyuton aytib bera olmas edi. Ammo Eynshteyn tug‘ilishidan bir necha yillar muqaddam britaniyalik ikki fizik Maykl Faradey va Jeyms Maksvell Nyutonning jumboqli dunyosiga elektromagnit maydon deb atalgan kalit so‘zni qo‘shdilar. Bu maydon real mohiyat edi: u hamma yerni qurshab olgandi, u radioto‘lqinlarni tashir, bo‘shliqni to‘ldirar, ko‘l yuzasi kabi tebranar hamda elektr quvvatini “uzatardi”. Eynshteyn yoshligidanoq otasi qurgan elektrostansiyalarning rotorlarini aylantiruvchi elektromagnit maydonga maftun bo‘ldi va ko‘p o‘tmay tortishish kuchi ham xuddi elektr kabi biron maydon orqali amalga oshishi kerakligini tushuna boshladi: xuddi elektr maydoniga o‘xshash “gravitatsion maydon” ham mavjud bo‘lishi zarur. U ushbu gravitatsion maydon qanday ishlashini, uni tenglamalar bilan qanday ifodalash mumkinligini tushunishni maqsad qiladi. Shunda uning miyasiga g‘aroyib bir fi