Bošković, Ruđer Josip

ilustracija
BOŠKOVIĆ, Ruđer Josip
ilustracija1ilustracija2

Bošković, Ruđer Josip, hrvatski znanstvenik i filozof (Dubrovnik, 18. V. 1711Milano, 13. II. 1787). Školovanje započeo u Dubrovniku u Collegium Ragusinum, a nastavio u isusovačkom zavodu Collegium Romanum u Rimu. Studirao retoriku (1727–29), filozofiju (1729–32) i teologiju (1738–41). Kao student teologije počeo je (1740) predavati matematiku u Collegium Romanum. Za svećenika se zaredio 1744. i preuzeo katedru matematike do 1760.

Godine 1735. počinje proučavati Newtonova djela, a već 1736. objavljuje rasprave. Utemeljio je egzaktni znanstveni pristup rješavanju statičkih pitanja u graditeljstvu rješavajući statičke probleme sakralnih i kulturnih objekata (crkava sv. Petra u Rimu i sv. Genoveve u Parizu, katedrale u Milanu i carske knjižnice u Beču). U razdoblju 1751–82. bavio se i hidrotehničkim poslovima. Prilično se rano počeo baviti problemima oblika i veličine Zemlje (O dokazima starih za kuglasti oblik Zemlje – De veterum argumentis pro telluris sphaericitate, 1739; Rasprava o obliku Zemlje – Dissertatio de telluris figura, 1739) te problemima u vezi s Newtonovom teorijom gravitacije (O nejednakosti sile teže na raznim dijelovima Zemlje – De inaequalitate gravitatis in diversis terrae locis, 1741). Da bi riješio te probleme, trebao je, uz teorijska istraživanja, provesti mjerenja meridijanskih stupnjeva na različnim mjestima Zemlje. Papa Benedikt XIV. povjerio mu je da, zajedno s isusovcem Christopherom Le Maireom, u Papinskoj državi obavi mjerenja meridijanskih stupnjeva između Rima i Riminija i da izradi zemljopisnu kartu Papinske države. To je bila prva Boškovićeva znanstvena (geodetsko-kartografska) ekspedicija (1750–52). Morao je poboljšati postojeće mjerne instrumente ili konstruirati nove. Rezultate mjerenja i opažanja objavio je pod naslovom O znanstvenom putovanju po Papinskoj državi… (De litteraria expeditione per Pontificiam…, 1755). Uz djelo se nalazio zemljovid Papinske države Nova zemljopisna karta Crkvene države (Nuova carta geografica dello Stato Ecclesiastico, 1755), koji je na temelju zajedničkih podataka izradio Ch. Maire. Zbog novih ideja u geoznanostima taj je rad utjecao na kasniju kartografiju. Na Boškovićev poticaj provedena su geodetska mjerenja u Austriji, Ugarskoj, Pijemontu i Pennsylvaniji (SAD).

Zbog uspješnosti u rješavanju spora oko pograničnih voda između grada-republike Lucce i Toskanskoga vojvodstva, Lucca je Boškovića proglasila plemićem (1757). Za boravka u Beču završio je i tiskao svoje glasovito djelo Teorija prirodne filozofije svedena na jedan jedini zakon sila koje postoje u prirodi (Philosophiae naturalis theoria redacta ad unicam legem virium in natura existentium, 1758; hrvatski prijevod 1974). Zbog kritike njegovih znanstvenih nazora, putovao je po europskim znanstvenim središtima od Pariza i Londona preko Carigrada i Varšave do Rima i Pavije (1759–63). Znanstvenomu društvu Royal Society posvetio je spjev u latinskim stihovima Pomrčine Sunca i Mjeseca (De Solis ac Lunae defectibus, 1760; francuski prijevod 1779) u kojem iznosi teoriju pomrčine. Godine 1761. izabran je za člana Royal Society. Na poticaj toga društva otišao je u Carigrad motriti prolazak Venere ispred Sunca. Kako nije stigao motriti prolazak Venere, vrijeme je iskoristio za istraživanje ruševina Troje. Poricao je tada prihvaćenu tezu da se ruševine Troje nalaze na maloazijskoj obali nasuprot otoku Tenedu tvrdeći da su one dublje u unutrašnjosti, a to su poslije potvrdila iskapanja H. Schliemanna. O tome je napisao djelo Izvješće o ruševinama Troje… (Relazione delle rovine di Troja…, 1784). Putovanje od Carigrada do Poljske opisao je u dnevniku Dnevnik putovanja iz Carigrada… (Giornale di un viaggio da Constantinopoli…, 1784; hrvatski prijevod 1951).

Nakon povratka u Italiju bio je profesor matematike na Sveučilištu u Paviji (1764–69). Osnovao je Zvjezdarnicu u Breri kraj Milana (1764). Potom je preuzeo katedru za astronomiju u Milanu (1770–73). Nakon ukinuća isusovačkoga reda (1773) Bošković se, na poziv prijatelja, 1774. preselio u Pariz, primio francusko državljanstvo i bio službenik Ministarstva vanjskih poslova i ravnatelj optike u Ministarstvu mornarice (trebao je usavršiti teoriju akromatskih dalekozora i olakšati njihovu primjenu). U Parizu je dovršio radove iz optike i astronomije, a zbog lošeg zdravlja 1782. dobio je dvogodišnji dopust (produžavan do 1787) kako bi tekstove pripremio za tisak. U Bassanu su mu izašla djela u pet svezaka pod nazivom Djela koja se odnose na optiku i astronomiju (Opera pertinentia ad opticam et astronomiam, 1785). Zbog naporna rada na redigiranju tekstova zdravlje mu se jako pogoršalo. Umro je od upale pluća u Milanu, gdje je pokopan u crkvi Santa Maria Podone. Cijeloga života Bošković je ostao vezan uz rodni grad za koji je obavljao diplomatske poslove, a u njemu je za života bio samo jedanput (1747). Bio je član devet akademija, među kojima akademije u Bologni (1746), Parizu (1748), Sankt Peterburgu (1760) i Londonu (1761).

Boškovićeva prirodna filozofija i njezin značaj za suvremenu znanost

Boškovićev rad obuhvaća razna područja znanosti, ali je najvažniji njegov doprinos shvaćanju strukture tvari. Njegova izvorna teorija sila i strukture tvari danas je toliko aktualna da ga se može smatrati znanstvenim vizionarom XX. st. Polazišta su za Boškovićevu teoriju načelo jednostavnosti i sličnoznačnosti (analogije) prirode i načelo neprekidnosti (kontinuiteta), a empirijski joj je povod znanstveni problem aktualan u ondašnjoj znanosti – analiza sraza. Tvar se, prema Boškoviću, sastoji od tvarnih (fizičkih) točaka, koje su jednostavne, nedjeljive, neprotežne, neprobojne, međusobno odvojene i bez ikakve strukture, a ishodišta su sila koje djeluju na daljinu. Od matematičkih točaka razlikuju se po tome što imaju svojstvo inercije i što između njih djeluje Boškovićeva sila koja se prikazuje Boškovićevom krivuljom (curva Boscovichiana). Na malim udaljenostima među tvarnim točkastim česticama sila je odbojna, a s povećanjem udaljenosti smanjuje se do poništenja, prelazi u privlačnu, dostiže maksimum, opada do nule, opet prelazi u odbojnu i tako, ponavljajući se, više puta mijenja svoj predznak. Na velikim udaljenostima sila je, u skladu s Newtonovim zakonom gravitacije, privlačna. Za vrlo velike udaljenosti Bošković je iznio ideju o nužnosti modifikacije Newtonova zakona gravitacije. Boškovićeva krivulja sila je neprekidna i sastoji se od dvaju asimptotskih krakova (odbojnoga i privlačnoga) i presijeca os apscise u ravnotežnim točkama nazvanima točkama kohezije i nekohezije. Boškovićeva je sila vrlo slična sili između atoma u molekuli ili čvrstom tijelu i nuklearnoj sili među nukleonima (protonima i neutronima), pa joj je Karl Herzfeld dao naziv »potencijalna energija prema Boškoviću«. Jedan jedini zakon sila koje postoje u prirodi (lex unica virium in natura existentium), tj. ideja da se sva stvarnost protumači na osnovi jednog zakona, Boškovićev je doprinos svjetskoj znanosti. Ta je ideja bila vidljiva kod A. Einsteina, W. Heisenberga i u suvremenoj znanosti, gdje se još nije uspjelo jednom jedinstvenom teorijom opisati četiri poznate sile u prirodi (gravitacijsku, elektromagnetsku, slabu i jaku nuklearnu silu). Boškovićev je jedan jedini zakon nacrt za veliku ujedinjenu teoriju polja ili još više teoriju o svemu (theory of everything). Iz bezuvjetnog zahtjeva da zakon neprekidnosti mora biti očuvan, slijedilo je odbacivanje mogućnosti izravnog dodira čestica zbog odbojne sile (dotada nitko nije poricao postojanje dodira među česticama tvari). Danas se u znanosti smatra da su osnovni sastojci tvari onakvi kakvima ih je zamišljao Bošković. Boškovićeve tvarne točke najelementarniji su sastojci tvari i to ih povezuje s kvarkovima i leptonima u današnjoj znanosti. Kako se tvar sastoji od točkastih čestica, slijedi da u njoj ima mnogo praznoga prostora. Time je prekinuo s materijalističko-korpuskularnom teorijom tvari i postavio pravu dinamističko-atomističku teoriju stvorivši nov pojam stvarnosti i novu sliku svijeta, pa bi se uz tzv. »kopernikanski obrat« trebalo govoriti i o »boškovićanskom obratu«, jer je to »najveći trijumf nad osjetilima koji je dosad na Zemlji postignut« te da su Bošković i Kopernik »dva najveća protivnika privida« (F. Nietzsche, 1882., 1886).

Dopuštajući više odbojnih područja u svojem potencijalu, Bošković je dao prvi »pramodel« za »kvarkovno sužanjstvo«, a to je jedan od središnjih problema fizike elementarnih čestica. Od neprotežnih tvarnih točaka izgrađuju se veće čestice i od njih veće mase. Bošković ih naziva česticama prvog, drugog, trećeg… reda, što odgovara današnjim spoznajama o strukturi tvari: kvarkovi i antikvarkovi bili bi čestice prvog reda, nukleoni drugoga, atomske jezgre trećega, atomi četvrtoga, molekule petoga… Svojstva tih čestica i njihova međusobna različitost ovise o njihovoj unutarnjoj strukturi. Bošković je među prvima tvrdio upravo to, a ideja o povezanosti svojstava tvari i njezine strukture pojavila se tek u XIX. st. (J. J. Berzelius, 1830).

Primjena Boškovićeva zakona sila na slučaj triju točaka, od kojih su dvije u žarištima elipse, poznata je kao tzv. Boškovićev »model atoma« (1748), koji davno prije kvantne teorije u prirodu uvodi ideju »dopuštenih« i »zabranjenih« staza, tj. kvantizira stazu gibanja čestice, što je J. J. Thomson izravno preuzeo od Boškovića (1907), a N. Bohru ta je ideja postala osnovom za njegov model atoma (1913). »Bohrov model atoma izravni je nasljednik Boškovićeva zakona sila između čestica razmaknutih mikroskopskim udaljenostima«… »Gdje je Bošković posadio prije 200 godina, drugi su požnjeli« (H. V. Gill, 1941). Boškovića se također može smatrati pretečom termodinamike i kinetičke teorije tvari, teorije elastičnosti čvrstih tijela te objašnjenja oblika kristala.

Bošković je kritizirao Newtonovo shvaćanje o apsolutnom prostoru i vremenu i sam je izgradio shvaćanje prostorno-vremenskih odnosa koje je nerazdvojivo povezano s točkastim tvarnim atomima i silama među njima. Protežna tvar nije kontinuirana nego diskretna i predstavlja dinamističku konfiguraciju konačnoga broja središta sila. Prema Boškovićevoj jednostavnoj dinamističkoj atomistici, tvar nije samo nositelj sila (dinamički sustav) nego se sastoji od sila (dinamistički sustav). Iz atoma izviru sile koje ispunjavaju cijeli prostor. Takvo shvaćanje dovelo je do ideje polja, koju je dosta kasnije formulirao M. Faraday (1844), i koja je preko njega i J. C. Maxwella ušla u znanost. Iz Boškovićeva shvaćanja prostornih i vremenskih promjenljivih načina postojanja (modi existendi) proizišle su posljedice koje njegovu teoriju, uza sve razlike, dovode u vezu s Einsteinovom teorijom relativnosti. Boškovića se u tri smisla može smatrati pretečom teorije relativnosti. Prvo, prihvaćao je načelo relativnosti (stoljeće i pol prije E. Macha i A. Einsteina), tj. tvrdio je da se iz izravnih opažanja ili eksperimenata ne može razlikovati apsolutni i relativni prostor, vrijeme i gibanje niti dokazati načelo inercije. Drugo, zastupao je ideju o promjeni dimenzija tijela pri prenošenju s jednoga mjesta na drugo. Bošković ne daje kvantitativnu mjeru te promjene. Treće, govorio je o mogućnosti prostora koji bi imao četiri dimenzije.

U Teoriji prirodne filozofije… Bošković govori o nekom sveznajućem »duhu«, koji bi na temelju Newtonovih zakona bio u stanju, iz točnog poznavanja svih sila i početnih položaja u nekom trenutku, znati svu prošlost i budućnost. Gotovo je na isti način francuski znanstvenik P. S. Laplace pola stoljeća poslije (1814) formulirao načelo klasičnog determinizma. Taj »duh«, »inteligentno biće«, nazvano je (Emil Heinrich du Bois-Reymond) »Laplaceov duh« ili »Laplaceov demon«, a trebalo bi ga nazvati »Boškovićevim duhom« (S. Hondl).

Boškovićevi znanstveni doprinosi

O važnosti i aktualnosti Boškovićevih misli u suvremenoj znanosti svjedoči, među ostalim, izjava W. Heisenberga (1958): »U Boškovićevu djelu nalazi se mnoštvo ideja koje tek u modernoj fizici posljednjih pedeset godina dolaze do potpuna izraza i koje pokazuju kako su bila ispravna filozofska gledišta kojima se Bošković rukovodio u svojoj prirodnoj znanosti«. U prvome matematičkom radu Izgradnja sferne trigonometrije (Trigonometriae sphaericae constructio, 1737) u sfernu trigonometriju uvodi grafičku metodu za rješavanje trokuta. Izveo je četiri osnovne formule diferencijalne trigonometrije. U djelu Osnove sveukupne matematike (Elementorum universae matheseos, 1754) donosi teoriju transformacija geometrijskih mjesta i izvornu teoriju čunjosječnica utemeljenu na sintetskoj metodi. Istraživanje temelja matematike u vezi s pitanjima i pojmovima neprekinutosti i beskonačnosti objavio je u djelu O naravi i upotrebi beskonačno velikih i beskonačno malih veličina (De natura et usu infinitorum et infinite parvorum, 1741). Konačne i beskonačno daleke točke tretirao je ravnopravno kao i tvorac projektivne geometrije J. W. Poncelet (1820). Dopuštao je mogućnost postojanja različitih geometrija. Istražujući načelo neprekidnosti, došao je do izričite formulacije kontinuuma realnih brojeva (O zakonu neprekinutosti… – De continuitatis lege…, 1754; hrvatski prijevod 1996) prije njemačkih matematičara J. W. R. Dedekinda i G. Cantora. Naslućivao je mogućnost konstrukcije neprekinute krivulje koja nema tangente ni u jednoj svojoj točki, a to je dokazano tek 1904 (Kochova krivulja). Budući da je naslutio probleme »geometrije prirode«, Boškovića se može smatrati »praocem teorije fraktala«, matematičkoga temelja teorije determinističkoga kaosa.

U mehanici je proučavao gibanje materijalne točke (O gibanju tijela bačenih u prostor bez otpora… – De motu corporum projectorum in spatio non resistente…, 1740). Metodom njihala određivao je veličinu gravitacije i utvrdio njezinu nejednakost na Zemlji (1741). Rješavao je problem tijela najvećeg privlačenja (Mehanički problem o čvrstom tijelu najvećeg privlačenja… – Problema mechanicum de solido maximae attractionis…, 1743) i problem središta gravitacije (O središtu teže… – De centro gravitatis…, 1751).

Prvi je njegov znanstveni rad bio iz astronomije: O Sunčevim pjegama… (De maculis solaribus…, 1736). Slijedila je Rasprava o nedavnom prolazu Merkura ispred Sunca… (De Mercurii novissimo infra Solem transitu…, 1737), O polarnoj svjetlosti… (De aurora boreali…, 1738). Uveo je novu metodu određivanja parabolične staze kometa iz triju bliskih motrenja (O kometima… – De cometis…, 1746). Boškovićeva razvijena metoda prethodila je Olbersovoj metodi iz 1797. Bošković je postavio kriterij za vrstu staze (eliptične, parabolične ili hiperbolične) nebeskoga tijela (O određivanju staza planeta s pomoću katoptrike… – De determinanda orbita planetae ope catoptricae…, 1749), a to je poslužilo kao osnova za istraživanje perturbacija Jupitera i Saturna (O nejednakostima za koje se čini da ih međusobno izvode Saturn i Jupiter osobito u vrijeme konjunkcije – De inaequalitatibus quas Saturnus et Jupiter sibi mutuo videntur inducere praesertim circa tempus coniunctionis, 1756). Nakon Herschelova otkrića novoga nebeskoga tijela (Urana), Bošković je među prvima, na temelju teorijskih izračunavanja putanje, ustvrdio da je novootkriveno nebesko tijelo planet.

Problemima optike Bošković se bavio u vezi s radom u astronomiji. U djelu Rasprava o rjetkoći Sunčeve svjetlosti… (Dissertazione della tenuità della lucesolare…, 1747) procjenjuje gustoću Sunčeve svjetlosti. Vrlo je kritički uzimao mišljenje o pravocrtnom širenju svjetlosti tvrdeći kako se u svemirskim udaljenostima ne može dokazati da se svjetlost širi pravocrtno. Prvi je formulirao fotometrijski zakon rasvjete, poznat kao Lambertov zakon.

Prilično rano izumio je kružni mikrometar, bavio se pogrješkama leća i njihovim uklanjanjem (akromatička aberacija) te poboljšanjem optičkih sprava. Za određivanje loma i rasapa svjetlosti konstruirao je spravu nazvanu vitrometar. Predložio je vrstu dalekozora napunjena vodom, s pomoću kojega je namjeravao izvesti pokus radi određivanja naravi svjetlosti. Izradio je optičke prizme s promjenljivim kutom (vitromjer) s pomoću kojih se mogao mjeriti indeks loma. Razvio je prvu zadovoljavajuću teoriju luminiscencije.

U geofizici je istraživao polarnu svjetlost (1738), plimu i oseku (1747) te vrtložni vjetar koji je opustošio dio Rima (1749). Nagovijestio je postojanje plimnih valova čvrste Zemljine kore. Prvi je odredio nepravilan oblik Zemlje, poslije nazvan geoid (J. B. Listing, 1873). Bošković je tvrdio da je oblik Zemlje ne samo nepravilan nego i promjenljiv u vremenu, što je dokazano tek mnogo kasnije.

Bošković je postavio osnove teorije izostazije (1742., 1755., 1785), premda naziv potječe od američkoga geologa C. E. Duttona (1889). Prema toj teoriji, nagomilavanja masa u Zemljinoj kori kompenzirana su odgovarajućim rasporedom masa u Zemljinoj unutrašnjosti. Otkriće Mohorovičićeva diskontinuiteta između Zemljine kore i Zemljina plašta (MOHO) 1910. u skladu je s Boškovićevim idejama o izostaziji.

Bošković je prvi u povijesti znanosti postavio metodu izjednačenja rezultata mjerenja postavivši dva uvjeta, koja je poslije P. S. Laplace izrazio u matematičkome obliku, pa je po njemu nazvana Laplaceova metoda (u novije se doba upotrebljava naziv Bošković-Laplaceova metoda). Ta je izvorna Boškovićeva metoda dugo u praksi bila potiskivana tzv. metodom najmanjih kvadrata (A. M. Legendre i C. F. Gauss, oko 1800).

Bošković kao svestran čovjek

Bošković je bio jedan od posljednjih univerzalnih umova. Bavio se prigodice i arheološkim radom, praktičnim problemima isušivanja močvara, regulacijom rijeka i gradskih luka, građevinskom statikom i dr.

Poznat je i po svom književnom radu, koji ističu njegovi suvremenici uspoređujući ga s Lukrecijem. Kao pisac prigodnih latinskih stihova bio je članom rimskoga književnoga društva Arcadije. Svoje elegije, epigrame, soterije, ekloge posvećivao je uglednicima svoga doba kao što su papa Benedikt XIV., carica Marija Terezija, kardinali, ministri i drugi crkveni i svjetovni velikodostojnici. Najvažnije mu je književno djelo Pomrčine Sunca i Mjeseca (1760), kojega je francuski prijevod (1779) posvećen kralju Luju XVI. Njegovu ponajbolju pjesmu Virgo sine labe concepta (1784) s latinskoga na hrvatski prevela je njegova sestra Anica, dubrovačka pjesnikinja, pod naslovom Djevica bez grijeha začeta, a on je s hrvatskoga na talijanski preveo (1762) njezinu pjesmu Razgovor pastirski vrhu porogjenja Gospodinova.

Zahvaljujući poznanstvu i prijateljskim vezama s kraljevima, knezovima, grofovima, veleposlanicima, kardinalima, biskupima i drugima, pomagao je Dubrovniku u rješavanju diplomatskih problema. Poljski kralj Stanislav Poniatowski, Boškovićev prijatelj, posredovao je kod ruske carice Katarine II. Velike i Dubrovnik je za Rusko-turskoga rata (1768–74) spašen od ruske opsade. Posredovanjem francuskoga ministra vanjskih poslova C. G. de Vergennesa Dubrovnik je postao luka ravnopravna lukama zapadnoga Sredozemlja (1776). Dubrovački Senat Bošković je obavještavao o političkim, društvenim i crkvenim prilikama u Europi i svijetu.

Bošković, Ruđer Josip. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2017. Pristupljeno 25.9.2017. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=8948>.