Vrlo je teško komunicirati o naučnim stvarima s ljudima koji nisu obrazovani, koji misle da je Zemlja ravna ploča, a, nećete vjerovati, jučer sam sreo jednog takvog, rekao je u intervjuu za Index Gérard Mourou, dobitnik Nobelove nagrade za fiziku u 2018. koji ovih dana boravi u Hrvatskoj.
On je jedan od 150 vodećih znanstvenika iz područja ultrabrzih lasera koji su se okupili na konferenciji Ultrafast Optics XII, koja se održava u Bolu od 6. do 11. listopada, a za čiju su organizaciju zaslužni prof. Igor Jovanović sa Sveučilišta u Michiganu i prof. Bojan Resan sa Sveučilišta Primijenjenih znanosti i umjetnosti sjeverozapadne Švicarske.
U razgovoru smo se dotaknuli više aktualnih tema, od lasera, preko straha od znanosti i tehnologije, do klimatskih promjena i Grete Thunberg.
Možete li za naše čitatelje pojasniti jednostavnim riječima kako ste uspjeli pojačati moć laserskih zraka do fascinantnih razmjera za što ste dobili Nobelovu nagradu s vašom studenticom Donnom Strickland?
Prije svega treba istaknuti da je ovdje riječ o snazi, a ne o energiji. Naime, snaga je energija podijeljena s vremenom. Koristeći vrlo malu količinu energije koju isporučujemo u vremenski vrlo kratkom impulsu, mi u laseru možemo proizvesti ekstremno veliku snagu. Primjerice, govorimo o laserima snage reda veličine petavata. Petavat je snaga od 10 na 15 potenciju vata (petavat = 1.000.000.000.000.000 vata op.a.). To je tisuću puta veća snaga od snage svih elektrana na svijetu zajedno, odnosno milijun puta veća od snage jedne prosječne elektrane. Uzmimo malu energiju od jednog džula. Kada se tuširate, trošite energiju koja se mjeri u milijunima džula. No ako uzmemo samo jedan džul energije i dostavimo ga u jednoj femtosekundi, koja je 10 na -15 sekundi (0,000 000 000 000 001 s op.a.), dobivamo snagu od jednog petavata. Dakle, budući da smo malu energiju isporučili u izuzetno kratkom vremenu, dobili smo golemu snagu. To je slično karate udarcu.
Kako ste uspjeli povećati tu snagu impulsa lasera? Možete li to pojasniti?
U laserima možete proizvesti određenu snagu. Ako je ona previše velika, možete oštetiti neke optičke komponente. Mi smo pokušali zaobići taj problem tako da smo prvo produžili trajanje impulsa oko milijun puta. Dakle, dobili smo istu energiju u impulsu dužeg trajanja tako da je njegova snaga bila manja. Zatim smo pojačali impuls i na kraju ga ponovno sabili. Tako smo dobili golemu snagu.
VAŽNE PRIMJENE LASERA U MEDICINI I ENERGETICI
Laseri imaju brojne primjene u znanosti, tehnologiji, medicini i sl. Možete li izdvojiti neke od najvažnijih?
Laseri imaju enorman broj mogućih primjena. Za mene činjenica da možemo stvarati vrlo velike snage impulsa ima vrlo važnu primjenu u energetici. Primjerice, možemo koristiti tu snagu kako bismo ubrzavali čestice kao u akceleratoru LHC u Cernu. LHC ima dužinu od 27 kilometara jer mora jako ubrzati čestice, što se raspodjeljuje po jedinici njegove dužine. Tipično on može ubrzati česticu za oko milijun elektronvolti po metru. Ako želite postići ubrzanje do energija teraelektronvolti, kakve se koriste u CERN-u, treba vam dužina od 27 kilometara. S našim laserom mi to možemo učiniti mnogo učinkovitije, na tisuću ili čak deset tisuća puta manjim dužinama. Tako umjesto kilometara govorimo o metrima ili čak dijelovima metra. A za što su dobri akceleratori? Korisni su prije svega za znanost, ali ne samo za znanost. Naime, oni imaju brojne primjene u medicini. Primjerice, u nuklearnoj farmakologiji u kojoj se koristi zračenje koje dolazi od radioaktivnih elemenata. Također se koriste u dijagnostici, kao što je snimanje PET Scanom. Uz pomoć lasera moći ćemo smanjiti akceleratore tako da će se oni moći koristiti u svakoj bolnici.
Jedna od primjena od ekstremnog značaja mogla bi biti u nuklearnoj energiji. Kao što svi znamo, na djelu su klimatske promjene koje uzrokuju ljudske aktivnosti. Mi uništavamo planet stvaranjem CO2. Stoga moramo nešto promijeniti u načinima proizvodnje energije. Jedna od važnih mogućih alternativa je nuklearna energija jer ona ne stvara CO2, a već je razvijena. Ako znate kako je pravilno koristiti, ona može lako zamijeniti ugljen, naftu i plin. Njezin problem je nuklearni otpad koji traje jako dugo. No uz pomoć čestica visoke energije nuklearni otpad može se transmutirati tako da postane manje radioaktivan, da bude opasan u tisućama puta kraćim razdobljima, umjesto u milijunima godina, u danima ili čak satima. Dakle, ideja je da se na taj način mogu naći nove paradigme za proizvodnju energije. To je vrlo važno, jer bez energije ne možemo ništa. Tako bismo mogli proizvoditi goleme količine energije bez da uništavamo okoliš jer imamo samo jedan planet.
Jedna od mogućih primjena takvih lasera je u oftalmologiji. Vi ste tu primjenu otkrili sasvim slučajno, kada je jedan vaš student radeći s laserom ozlijedio oko. Možete li nam ispričati kako se to dogodilo i kakve su primjene iz toga proizašle?
Kada smo izumili ultrabrzi laser velike snage, neki moji studenti radili su na njegovu usavršavanju. Jednome od njih laserska zraka pogodila je oko. Odmah smo ga odvezli u bolnicu. Oftalmolog mu je pregledao oko i ostao zapanjen onime što je vidio. Rekao je da mu je laser oštetio oko, no bio je oduševljen jer je uočio da je oštećenje bilo savršeno. Bilo je savršeno okruglo i vrlo oštro, nije ozlijedilo okolna tkiva. Odmah smo shvatili moguće primjene jer je laser zapravo bio savršeni skalpel s kojim se tkivo moglo vrlo precizno rezati. Danas se njime u svijetu operira nekoliko milijuna pacijenata.
Mislite na ispravljanje kratkovidnosti i dalekovidnosti?
To je jedna od primjena. Druga je za operiranje katarakta. Zatim za transplantaciju rožnice itd. Za takve operacije potreban je vrlo precizan skalpel.
Kada su fizičari počeli raditi lasere, mnogi su ih doživljavali kao moguće oružje u svemirskim ratovima. Mogu li se laseri koristiti kao oružje i koliko daleko je u tome došla vojna industrija?
Naravno, laseri generalno imaju različite moguće primjene u vojsci, međutim, ne laseri s kojima ja radim. Oni imaju golemu snagu u kratkom impulsu, ali nemaju veliku energiju. Ako nešto želite uništiti, potrebna vam je velika energija. Za vojne svrhe morate imati drugu vrstu lasera. Naravno, na tome se radi, no ne znam dokle su došli.
STRAH OD ZNANOSTI I TEHNOLOGIJE
Oduvijek je bilo ljudi koji su se pribojavali razvoja znanosti, ponekad i s razlogom. Razvoj nuklearne energije istovremeno je stvorio atomsko oružje. Spomenuli smo lasere kao oružje, a tu je i razvoj biotehnologije, kloniranje ljudi, izmjena gena i mogućnost stvaranja ljudi sa željenim svojstvima, biološko oružje, tu su i dronovi, kamere, sateliti, društvene mreže i sl. koji prate kretanja, navike i aktivnosti ljudi, umjetna inteligencija, superroboti koji već danas mogu skakati sa zgrade na zgradu dok do nedavno nisu mogli hodati kako treba... Mnoge od tih stvari tematizirane su u distopijskim SF-ovima. Pritom neke tehnologije koje su do nedavno bile dostupne samo velikim laboratorijima danas postaju dostupne grupama ili pojedincima. To sve rađa strah kod ljudi. Koliko mislite da je on opravdan i što bi čovječanstvo trebalo činiti?
Ta važna pitanja pitaju se i sami znanstvenici. Ja bih rekao da je znanost poput kolesterola. Postoji dobar kolesterol i loš kolesterol. Za tijelo vam treba dobar kolesterol bez kojeg ne možete živjeti. S druge strane postoji i loš kolesterol koji je opasan. Stvar je u ravnoteži. Slično vrijedi i za znanost. Ako želite poboljšati uvjete života, ako želite svakoga nahraniti, zagrijati ili izliječiti, treba vam znanost. No to je mač s dvije oštrice. Smatram da moramo jako paziti što radimo sa znanošću. No pogledajte samo trajanje života. Ljudi danas žive sedamdeset i više godina. Tako dugo očekivano trajanje života prije nije bilo moguće. Ljudi su često umirali vrlo mladi.
Mislite li da najvažnija rješenja za loše posljedice tehnologije trebaju doći opet od znanosti i tehnologije? Naime, neki smatraju da se treba vratiti prirodnim načinima života, zaustaviti znanost.
Znanost će uvijek biti s nama. Znanost je znanje, a to nam treba. O tome nema diskusije. Bez znanja imali bismo katastrofu. Prije samo stotinjak godina imali smo bolesti i epidemije koje danas više ne postoje. Ponekad ljudi u znanosti vide samo loše stvari. No znanost ima jako puno izuzetno korisnih primjena.
VJERUJETE LI KAO ZNANSTVENIK STVARNO DA JE ZEMLJA OKRUGLA?
Ideologije, interesi i politike čine da ljudi i grupacije nemaju povjerenja u određene grane znanosti. Neke skupine ne vjeruju klimatolozima, neke druge nuklearcima, treće biotehnolozima, četvrte znanstvenicima koji rade na lijekovima i cjepivima. Mislite li da tu postoji problem u komunikaciji znanosti prema javnosti, o nemogućnosti da se složena znanost popularno i jednostavno predstavi običnim ljudima ili su ideologije i svjetonazori jači od razuma? Koliko na to utječe kvaliteta obrazovanja?
Mislim da to nije samo problem komunikacije, već i obrazovanja. Mislim da je važno obrazovanje, obrazovanje i obrazovanje. Kada su ljudi obrazovani i bolje razumiju znanstvene koncepte, onda je s njima lakše komunicirati. Vrlo je teško komunicirati o znanstvenim stvarima s ljudima koji nisu obrazovani. Primjerice, jučer, nećete mi vjerovati, jedan čovjek mi je rekao: 'Vi ste znanstvenik. Vjerujete li zaista da je Zemlja okrugla?' To je zapanjujuće. Nisam mogao vjerovati. Dakle, još uvijek postoje ljudi koji misle da je Zemlja ravna ploča.
To vam se dogodilo ovdje u Hrvatskoj?
Da. Ne želim generalizirati. Njih vjerojatno nije puno, možda jedan posto populacije, no kako objasniti nešto ljudima s takvom razinom obrazovanja?
KLIMATSKE PROMJENE I GRETA THUNBERG
Oko 97% znanstvenika slaže se da su klimatske promjene djelo ljudi. Što vi kao fizičar mislite o klimatskim promjenama i aktivizmu Grete Thunberg? Neki se pitaju je li ona prava osoba na pravom mjestu, osobito zbog svojih godina i Aspergera.
Ja sam znanstvenik i vjerujem u znanost i znanstvenike. Znam da postoji 10-ak tisuća znanstvenika koji tvrde da se klimatske promjene događaju kao posljedice ljudskog djelovanja. Oni to tvrde na temelju mjerenja. Uz to razvijaju modele i ozbiljno rade svoj posao. To je otprilike kao da vam liječnik kaže da imate rak. Kako ćete na to reagirati? Hoćete li reći: 'Ne mislim da je tako. Vjerojatno ste u krivu.' Ili ćete reći da ćete obaviti ozbiljna testiranja kako biste to potvrdili? Prva reakcija bit će da vjerujete liječniku, zar ne? Barem ja hoću. A to je ono što Thunberg čini. Ona poručuje: 'Vjerujte znanstvenicima.' Ona ne kaže: 'Vjerujte nama, djeci', nego: 'Vjerujte znanstvenicima.' Ona to iznova i iznova ponavlja. Neki se zbog toga ljute jer sami ne vjeruju znanstvenicima. Ako se nalazite u kući i uključi se protupožarni alarm hoćete li izaći ili ćete zaključiti da alarm ne radi kako treba? Hoćete li dovoditi u pitanje ispravnost alarma ili ćete pozvati vatrogasce? Dakle, danas imamo 10-ak tisuća znanstvenika kojima je posao da istražuju klimu. Oni su plaćeni za to i u tu svrhu koriste najnaprednije instrumente. Oni tvrde da imamo požar u kući. To je ono što Greta kaže. Ona ne kaže da je ona otkrila da je planet ugrožen, nego da su znanstvenici to utvrdili.
KAKO NOBEL MIJENJA ŽIVOT?
Je li Nobelova nagrada utjecala na vaš život i kako?
Prije svega kada je dobijete, počnete jako puno putovati jer vas posvuda pozivaju. Na sreću ne možete odgovoriti na sve te pozive jer vas doslovno pozivaju na stotine institucija, laboratorija, škola i sveučilišta. Stoga morate birati, no unatoč tome puno putujete po svijetu jer je Nobelova nagrada uistinu svjetska. Ona nije nacionalna. Svatko na svijetu zna za Nobelovu nagradu.
Što vas dovodi u Hrvatsku?
Došao sam na jako lijepu konferenciju koja se upravo odvija u Bolu na Braču. Održao sam govor. Kao dobitnik Nobela otvorio sam konferenciju.
Sviđa vam se ovdje?
Da, jako. Planiram ići na kupanje.
Stvarno? Ne brine vas temperatura mora?
Ne, mogu se kupati na temperaturama vode višim od 10 stupnjeva, a ovdje su sada 22 stupnja.
