DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu




ŠUMARSKI LIST 5-6/2002 str. 61     <-- 61 -->        PDF

IZAZOVI I SUPROTSTAVLJANJA


OSCILACIJE IZMEĐU MITOLOGIJE I KVANTNE FIZIKE


Nikada mi se nije sviđala upotreba
finalnih uzroka u istraživanju prirode
Ruđer Bošković


Smije li si hrvatsko šumarstvo, krajnje praktična
struka koja gospodari trećinom državnog teritorija,
uopće dopustiti oscilacije između mitologije i kvantne
fizike?


Odgovor na metaforičko pitanje Olega A n t o n i ć a,
dipl. ing. šumarstva, iz Instituta Ruder Bošković, Zagreb,
postavljenog u zadnjoj rečenici Zaključka u članku
"Prilog raspravi o prihvatljivom režimu podzemnih
voda sa stajališta održanja šumskih ekosustava - gledište
izvoditelja istoimene studije za "HE NOVO VIRJE",
objavljenog u Šumarskom listu broj 3-4 (2002).


Gibanje je jedan od najsloženijih pojmova u fizici.
Predodžbe vezane uz gibanja protežu se od treperenja
lišća, povećanja obujma krošanja, plodonošenja, rasta
u debljinu, rasta u visinu pa sve do pada stabla tijekom
sječa. Fizički je zakon stalna veza između neke pojave
i odgovarajućih veličina, a koja se može napisati pomoću
matematičkih simbola u obliku jednadžbi.


Pojmovi, zakoni, formule, i slično, uzeti zajedno,
čine egzaktnu znanost. I rastenje je egzaktna znanost.


Promatrajući poprečni presjek hrastovog debla na
slici 1. uočavamo karakteristične pojave - koncentrične
krugove, godove.


Slika 1. Poprečni presjek hrastovog debla


Ako analiziramo malo detaljnije, uočavamo godove
ranog i kasnog drva. Uočavamo i oscilacije u širini godova.
No, sve te pojave povezuje nešto zajedničko, vezano
uz neke periodične procese. Izazivaju predodžbe,
a vezano uz predodžbe stvoren je pojam val. Da bi ga
učinili posve jednoznačnim pripisana su mu četiri parametra:
amplituda, A, brzina v, valna duljina, X, i frekvencija co.


Istinski jezik prirode je jezik kvantne mehanike. On
nas uvodi u svijet kvantnih pojava u prirodi. Taj jezik
čarolija otvara mikrosvijet elementarnih čestica, otkriva
čvrste veze između mikrosustava i makrosustava te
sile koje ih kontroliraju.


Kvantna mehanika je opće prihvaćena fundamentalna
teorija prirode.


Kvantna mehanika je sustav formula, pojmova i predodžbi
koje nam omogućavaju da objasnimo i predvidimo
uočljiva svojstva kvantnih objekata.


Kvantni objekt je fizikalna stvarnost kojoj je osnovno
načelo dualizam i čija se svojstva mogu opisati upotrebom
kvantne mehanike (Ponomarev, 1988).


Kvantni objekt je svaka biljka, svako stablo, šumske
sastojine, sa svim pojavama koje nismo mogli objasniti
aksiomima, klasičnim zakonima i metodama.


Biljka je jedina u stanju hvatati valne pakete crvene
sunčeve svjetlosti, pohraniti energiju, reciklirati valne
pakete ugljičnog dioksida i isto tako isporučiti valne
pakete kisika te pritom proizvesti valne pakete organske
tvari.


U jednom satu kvadratni metar lišća uzme iz zraka
6-8 grama ili 3-4 litre ugljičnog dioksida te ispustiti
jednak volumen kisika. Čovjek potroši oko 500 litara
kisika na dan i vrati istu količinu ugljičnog dioksida
biljkama. Toliko daju tri odrasla stabla hrasta, jasena,
graba i svake druge šumske vrste.


Sada postavljam pitanje kolegi Olegu A n t o n i ć u:


Zar ćemo staviti na kocku šumu Repaš -Gabajeva
greda, Koprivničke nizinske šume, Svibovicu i Banov
brod, ekosustav zaobalja HE VIRJE, taj čudesni laboratorij
što nam život znači, da bi dobili samo kilovate?


Kilovate koje će elektroprivreda skupo naplatiti, a
Hrvatsko šumarstvo će o svom trošku sanirati posljedice.


Planeta Zemlja prima 2 kalorije u minuti na 1 cm2.
Od 4.2 milijuna tona fotona, koliko Sunce emitira svake
sekunde, Zemlja prima samo 1.85 kg. Prema Einsteinovoj
formuli E = me2 snaga 2 kilograma fotona je




ŠUMARSKI LIST 5-6/2002 str. 62     <-- 62 -->        PDF

1.7 IO17 J/s, stoje 20 tisuća puta više od snage svjetskih
elektrana. Većina te energije apsorbirana je u tlu, a samo
0.1 % energije zračenja Sunca hvataju biljke kroz
fotosintezu organske tvari iz ugljičnog dioksida i vode.
U hladnoj pustoši svemira tih manje od dva kilograma
fotona u sekundi je ono što održava oazu na našem
planetu toplom i zelenom. Zahvaljujući njima, teku
rijeke, pusu vjetrovi, šušte šume i napreduje ljudska
vrsta (Ponomarev, 1988).


U svojoj studiji "HE NOVO VIRJE" fotosintezu u
nekoliko navrata samo ste spomenuli, ali i ispravno zaključili
da fotosinteza ovisi o temperaturi zraka, intenzitetu
Sunčeve radijacije, koncentraciji C02, i o opskrbi
biljke vodom. To su ključni čimbenici o kojima ovisi
fotosinteza, a za nas šumare najvažnije, rast i razvoj sastojinske
strukture.


Ako je kemija kvantna, zar to nije i fotosinteza?
Kemijski sastav plavozelenkastog klorofila a sastoji
se od 137 atoma:


(CssH72N405MJ


Brzina elektrona u vodikovom atomu reda je veličine
ac ~ 1/137, gdje je a - konstanta fine strukture,
ac - brzina svjetlosti.


Konstanta fine strukture jedna je od ključnih fundamentalnih
prirodnih konstanata. Empirijska konstanta,
u smislu da nema teorijskog objašnjenja za njenu veličinu.
Kad bi njena brojčana vrijednost bila velika, svijet
bi izgledao sasvim drukčije; moglo bi se reći, nezamislivo
drukčije (Wich man, 1971).


Svaka se kemijska veza ostvaruje preko para elektrona.
Kada se kidaju dvije veze vodik - kisik, treba pomaknuti
četiri elektrona. Promjena razmještaja atoma
zahtijeva mnogo energije: 3.32 eVza. raskidanje veze između
vodika i kisika u molekuli vode, a još 1.68 eV za
uklanjanje atoma kisika iz C02. Taj se atom zatim spaja
s drugim atomom kisika iz molekule H20, i nastaje molekula
02.


Potrebnu energiju zeleni list uzima od toka kvanata
sunčane svjetlosti, a za to je potrebno najmanje osam
kvanata crvene svjetlosti, tj. dva kvanta po elektronu.
Dozračena energija, temperatura, ugljični dioksid i voda
su valni paketi o kojima ovisi fotosinteza, produkcija kisika
i organske tvari. Valne amplitude (maksimumi i minimumi)
su nepogodne sile koje ograničavaju rastenje.


Valni paketi su prostorno vremenski ograničena
valna gibanja.


Valni paketi su i godovi koje ste prikazali na slici 8. i


10. u studiji Glavnog izvješća. Na slici 8. vidljive su oscilacije
u radijalnom prirastu. Valni paketi su srednje
mjesečne vrijednosti temperature zraka i dozračene
Sunčeve energije prikazane na slici 19. studije. Praktiopažanja
—> pojava —» predodžba


t


čno harmonična gibanja s vrlo malim oscilacijama mak


simalnih i minimalnih amplituda. Valni su paketi dostupna
voda u tlu i razine podzemne vode, vidi slika 26.


Tijekom definiranja zavisnih i nezavisnih varijabli,
autori su očito lutali prostorom i vremenom kada su se
odlučili za aproksimacije iznijete u studiji. Levaković
je to uradio elegantnije (usporedi npr. Levaković 1935,
1938) kada je rastenje doveo u vezu s dinamičkim zbivanjima.
Rastenje je jedna vrsta nejednoličnog gibanja
na koje djeluju vanjske i unutarnje sile. Vanjske sile
je podijelio na dvije glavne skupine:


1.
sile koje pokreću rastenje i podržavaju ga, dotično
pogoduju mu (pogodne sile);
2.
sile, koje se suprotstavljaju rastenju (nepogodne
sile).
Ukupna snaga prve skupine sila stoji u upravnom
omjeru s brzinom rastenja, a s ukupnom snagom druge
skupine sila u obrnutom omjeru. Najprihvatljivija je hipoteza
da broj nepogodnih sila, kao i njihova pojedinačna
snaga, raste s vremenom u smislu eksponencijalne
funkcije. Levakovićeve funkcije rastenja, pa i Kollerova
funkcija, osnivaju se na omjeru sila pogodnih i nepogodnih,
jednih i drugih uzetih samo u pozitivnom
smislu. Levaković unutrašnje sile nije ni razmatrao.


Ja sam otišao korak dalje i u proučavanja temeljnog
fenomena prirode uključio unutarnje sile. Hipotezom
daje u stablu diskretni skup bioloških oscilatora s pulsirajućom
frekvencijom, uspio sam postaviti kompleksne
jednadžbe sastojinskog debljinskog i visinskog rastenja.
Model debljinskog rasta i priraštaje Zakon prigušenih
sinusoidnih oscilacija, a visinskog rasta i prirasta
Zakon prisilnih gibanja. Koeficijent elastičnosti
co, zamijenio sam koeficijentom pulsacije cop, koji je za
hrast lužnjak (nije slučajno) reda veličine ac ~ 1/137.


Poznavajući interferenciju valova, svaka promjena
frekvencije i amplitude može dovesti do raspada sustava.
Tijekom same izgradnje hidroelektrane poremetit
će se opskrba biljke vodom, a posljedica su sušenje šuma.
Primjere imate u zaobalju HE Čakovec i He Dubrava
uzvodno uz rijeku Dravu.


Sveobuhvatnu zakonitost rasta i razvoja sastojinske
strukture istražujem već preko četvrt stoljeća. Pritom
sam u okviru tipoloških istraživanja osobno postavio
preko 500 primjernih ploha, izmjerio preko 30 000 visina,
analizirao preko 30 000 izvrtaka i osobno obavio
analizu preko 1000 stabala glavnih vrsta drveća, svih
starosti, a za hrast lužnjak 3 dominantna stabla starih


150. godina. Usput uredio sam timski i osobno preko
60 000 ha šuma.
U osobnim istraživanjima primijenio sam metodu
zajedničku za sve znanstvenike svijeta, shematski prikazanu
formulom:


—> pojam —> formula —> pokus




ŠUMARSKI LIST 5-6/2002 str. 63     <-- 63 -->        PDF

U tom kaosu podataka uočio sam mnoge pojave
koje do danas nisu objašnjene i došao do spoznaja o
kojima kolega Antonić može samo sanjati. Vi sa dvogodišnjim
istraživanjima, na 21. plohi i 330 izvrtaka
niste ni mogli uočiti pojave i zakonitosti razvoja sastojinske
strukture, a usuđujete se dati zeleno svjetlo za
izgradnju "HE NOVO VIRJE".


Prihvatljiv režim podzemnih voda sa stajališta održanja
šumskih ekosustava, studija koju je izradila tvrtka
OIKON d.o.o., za Hrvatsko je šumarstvo neprihvatljiv.


Zahvaljujem kolegi Antoniću na dobronamjernoj
sugestiji i savjetima kako da istražujem i gdje da objavim
rezultate svojih istraživanja. Rezultate sam objavio
u brojnim časopisima s međunarodnom recenzijom,
jedan na IUFRO kongresu 1995. u Finskoj, u Ra


dovima Šumarskog instituta, a mnogi rezultati osobnih
istraživanja pohranjeni su u ladici i čekaju neka bolja
vremena. Unatoč prigušenom razvoju, a često puta i
prisilnom radu, uspio sam postići znanstveno zvanje viši
znanstveni suradnik.


Načelo potrajnog gospodarenja šumama temeljni je
postulat gospodarenja i razvojne strategije Hrvatskog
šumarstva, ugrađeno u sve osnove i programe gospodarenja
šumama. Zahvaljujući Hrvatskom šumarstvu,
krajnje praktičnoj struci, šumarskoj znanosti i šumarima
praktičarima, Hrvatske su šume najvrjednije i najprirodnije
u Europi.


Lekcije Hrvatskom šumarstvu, šumarskim znanstvenicima
i stručnjacima, u stilu dr. se. Olega Antonića
ne želim ni komentirati.


LITERATURA


Antonić , O., 2Q02: Općenito o studiji "HE NOVO
VIRJE - prihvatljivi režim podzemnih voda sa
stajališta održanja šumskih ekosustava". Šumarski
list 3-4, 176-181.


Antonić , O., 2002: Prilog raspravi o prihvatljivom
režimu podzemnih voda sa stajališta održanja
šumskih ekosustava - gledište izvoditelja istoimene
studije za "HE NOVO VIRJE". Šumarski
list 3-4, 181-188.


Bezak , K., 1982: Proučavanje strukture i veličine sastojinskog
debljinskog rasta i prirasta hrasta lužnjaka
(Quercus robur L.) u zajednici hrasta lužnjaka
s velikom žutilovkom (Genisto elatae -
Quercetum roboris Horv. 38), Radovi br. 52;


Bezak , K., 1990: Proučavanje strukture i veličine sastojinskog
rasta i prirasta hrasta lužnjaka (Quercus
robur L.) u zajednici hrasta lužnjaka s velikom
žutilovkom (Genisto elatae -Quercetum
roboris Horv. 38), Disertacija, Šumarski fakultet,
Sveučilišta u Zagrebu.


Bezak , K., 1992: Prigušene oscilacije fenomena rasta
i prirasta praćene Levakovićevim analitičkim izrazima,
Zbornik o Antunu Levakoviću, HAZU,
Centar za znanstveni rad Vinkovci, Posebna izdanja
VI: 57-83 Vinkovci.


Bezak , K., 1995: The supressed oscilations of the pedunculate
oak (Quercus robur L.) stand diameter
growth (Prigušene oscilacije sastojinskog debljinskog
rasta hrasta lužnjaka), IUFRO XX
World Congress, 6-12 August 1995, Danish Forest
and Landscape Research Institute: 7-17.
Tampere, Finland.


Bezak , K., 2000: The Uncertainty principle of diameter
growth and increment in pedunculate oak
(Quercus robur L.), (Načelo neodređenosti debljinskoga
rasta i prirasta hrasta lužnjaka (Quercus
robur L.), IUFRO WORKING GROUPS,
International Conference OAK 2000, Imrovement
of Wood Quality and Genetic Diversity of


Oaks, Poster Abstracts, s. 13-14., Zagreb.


Bošković , J. R., 1763: Theorija philosophiae naturalis,
Venetiis MDCLXIII, Prijevod 1974: Teorija
prirodne filozofije, Institut za filozofiju Sveučilišta
u Zagrebu; Zagreb.


Klepac , D., 1975: Oscilacija i struktura debljinskog
prirasta hrasta lužnjaka u gospodarskoj jedinici
"Josip Kozarac" od 1950 do 1971. godine, JAZU,
Centar za znanstveni rad Vinkovci, Vinkovci.


Klepac , D., 1996: Rast i prirast hrasta lužnjaka; knjiga:
HRAST LUŽNJAK (Quercus robur L.) U
HRVATSKOJ, HAZU, Centar za znanstveni rad
Vinkovci, Vinkovci - Zagreb;


Levaković , A., 1935: Analitički oblik zakona raste nja,
Glas. šum. pokuse 4., Zagreb.
Levaković , A.,1938: Fiziološko-dinamički osnovi
funkcija rastenja, Glas.šum. pokuse 6., Zagreb.


Oikon d.o.o., 1999: HE Novo Virje - prihvatljiv režim
podzemnih voda sa stajališta održanja šumskih
ekosustava (Glavni izvještaj). Oikon d.o.o., Zagreb.


Ponomar e v, L. I. 1988: The Quantum dice, prijevod
1995: Kvantna kocka, Školska knjiga, Zagreb.


Prpić , B., 2002: Utjecaj vodotehničkih zahvata na
stabilnost sastojina hrasta lužnjaka (Quercus robur
L.) u Hrvatskoj u primjeru HE NOVO VIRJE.
Šumarski list 7-8, 181-188.


Prpić , B., 2002: Mišljenje o gledištu izvoditelja šumarske
studije za "HE NOVO VIRJE". Šumarski
list 3-4, 189-191.


Supek , I., Furić M., 1994.: Počela fizike, Školska
knjiga, Zagreb.


Wichman , E. H., 1971: Quantum physics, Berceley
physics course - volume 4, Prijevod: Zovko N.,
1988: Kvantna fizika. Udžbenik fizike Sveučilišta
u Berkeleyu - svezak 4., Tehnička knjiga,
Zagreb.


Karlo Bezak