Nobelova nagrada iz hemije za 2011. godinu pripala je izraelskom naučniku Danielu Shechtmanu. Njegov doprinos razvoju hemije bilo je otkriće takozvanih kvazikristala. Ti su kristali, inače, nepravilne strukture, pa je naučnicima djelovalo kao da prkose prirodnim pravilima.

Sve do 1982. godine među većinom naučnika iz ove oblasti dominiralo je uvjerenje kako je struktura kristala isključivo periodična. To bi, otprilike, značilo da se raspored atoma u kristalu ponavlja kroz tri prostorne dimenzije, to jeste da je svaki atom okružen drugim atomima koji stvaraju sasvim isti uzorak.

Shechtman je dokazao kako ovo pravilo ne važi za kvazikristale. Njihovi su atomi složeni u uzorke koji se ne ponavljaju i koji formiraju petouglove, a ne kvadrate, što je prethodno smatrano nemogućim. Tek je godinama poslije dobio međunarodno priznanje za ovo otkriće.

Vršeći eksperimente, on je, uz ostalo, s maksimalnom brzinom ohladio mješavinu mangana i aluminija te tim procesom dobio kvazikristale.

Inače, kvazikristali su korisni u industriji, gdje se, između ostalog, upotrebljavaju za izradu ekstremno tankih medicinskih igala, naprimjer onih za operacije očiju, ili za oštrice raznih britvi.

Tri islamske kvaziperiodičnosti

Otprilike godinu dana poslije uručenja Nobelove nagrade Danielu Shechtmanu došlo je do neobičnog otkrića u istom ovom naučnom polju. Istraživač iz SAD-a obavještava pojedine stručne kružoke da je pronašao prve primjere savršenih kvazikristalnih uzoraka u staroj islamskoj arhitekturi. Njegov istraživački rad opisuje kako su dizajneri stvarali ove geometrijske uzorke još od 12. stoljeća ne koristeći ništa osim rudimentarnog alata, podsjećajući da su tek 1970-ih godina savremeni naučnici počeli razvijati matematiku kojom bi se mogli objasniti ovi upečatljivi obrasci iz prirode.

Britanski naučni časopis Physics World, koji se bave prikupljanjem i objavljivanjem najnovijih naučnih analiza, otkrića i istraživačkih uradaka za širu akademsku i studentsku javnost, pozabavio se ovom temom. Ali objava ovog otkrića iz 2012. godine u Physics Worldu nije dobila zasluženu međunarodnu pažnju. Tako je bilo sve donedavno.

Proteklih nekoliko mjeseci ovaj stari tekst ubrzano se širi internetskim mrežama kao da je tek otkriven iako je objavljen prije dvanaest godina. Interes javnosti naprasno je porastao. Autor teksta je James Dacey, novinar koji je tada živio u Madridu. On je tom prilikom, možda i nesvjesno, otkrio da oni koji odlučuju o Nobelovoj nagradi nemaju uvijek cjelovit uvid u užu naučnu oblast za koju je dodjeljuju.

“Različiti ljudi iz dizajnerskih i naučnih područja primijetili su sličnost između kvazikristalnih struktura i određenih oblika islamske dekorativne umjetnosti. Ovi očaravajući geometrijski obrasci, koji se često nalaze na bogomoljama, sadrže uzorke koji se ponavljaju i koji otkrivaju različite osobenosti u zavisnosti od toga da li gledate male ili veće dijelove dizajna”, piše Dacey u svom istraživačkom tekstu.

On tvrdi da su 2007. godine dva fizičara iz SAD-a pronašla primjer geometrijskog uzorka iz 15. stoljeća u Iranu, koji je pokazao “skoro savršen” primjer takozvanog Penroseovog polaganja pločica. Istraživači su zaključili da su islamski majstori najvjerovatnije kreirali uzorke koristeći set pločica različitih oblika, od kojih je svaka ukrašena linijama što se spajaju radi formiranja konačne šare.

I nekoliko drugih studija pokazuje da su kvaziperiodični obrasci u islamskoj arhitekturi konstruirani preko internih pravila, kao što su podjela ili preklapanje pločica. Ali nijedna od predloženih metoda ne može objasniti kako su drevni stručnjaci na kraju stvorili dugoročni, usput i globalni poredak u svojim obrascima.

Objašnjenje za to moglo bi biti nadohvat ruke, navodi se u članku. U ovom radu Rima Ajlouni, tada istraživačica iz oblasti arhitekture na Texas Tech univerzitetu u SAD-u, iznosi svoje uvjerenje da je identificirala tri primjera savršenih kvaziperiodičnih obrazaca u islamskoj arhitekturi. Prvi je kvaziperiodični uzorak točkova koji se obično koristio u arhitekturi Seldžučkog Carstva. Ajlouni je našla specifične slučajeve u Iranu, unutar džamije Darb-i Imam. Drugi uzorak je s unutrašnjih zidova dvorišta medrese al-'Attarin u marokanskom Fezu, a datira iz 1323. godine. Treći slučaj, iz 1197. godine, vidi se na vanjskim zidovima grobnice Gunbad-i Kabud u Maragi u Iranu.

Kvazikristalno jasno

“Ovim dizajnerima nikada nismo dali dovoljno priznanja za umjetnost koju su stvarali. Bili su kadri kreirati neke od obrazaca složene savremene matematike upotrebljavajući samo osnovne principe”, izjavila je Rima Ajlouni za Physics World.

Kazala je da snažne geometrije, koje se vide u islamskoj arhitekturi, odražavaju duboki filozofski i kosmološki pristup kroz vjeru. Vjernici su na ponavljajuće geometrijske formacije gledali kao na odraz jedinstva koje se može izvesti iz mnoštva oblika. Čin izrade geometrijskih oblika bio je dio bogosluženja.

Ajlouni vjeruje da bi njen rad mogao donijeti “promjenu paradigme” za dizajnere, s obzirom na to da se ovi drevni islamski kvaziperiodični uzorci sada mogu iznova primijeniti pomoću bilo kojeg jednostavnog softvera za crtanje. Ona također smatra da bi rad naučnicima mogao pružiti dublje razumijevanje strukture kvazikristala na atomskoj skali.

S njom se složio i Rónán McGrath, istraživač kvazikristala s Univerziteta u Liverpoolu. I sam je rekao da mu nije jasno kako je to ostvareno u davna vremena bez dovoljno tehnologije, posebno one na koju smo navikli danas i bez specifične vrste alata.

S Nobelom ili bez njega, znanje naslijeđeno iz drevnih islamskih civilizacija nađe svoj put do savremene civilizacije koja trenutno dominira zapadnom hemisferom, ali koja ni sama ne bi dosegla takav vrhunac bez istraživačkog i naučnog preplitanja s onim što je neko drugi za nju otkrio stoljećima ranije.