Aφιέρωμα για τον Αινστάιν: 70 χρόνια από το θάνατό του (18.4.1955)

Αγκαζέ με τον Αινστάιν στη φιλοσοφία της Φυσικής

 

Τον Αϊνστάιν είχα την ευκαιρία να συναντήσω σε ένα πρόσφατο ταξίδι µου στο Βερολίνο και να τον επισκεφτώ στο οικείο του περιβάλλον!!!. Περίμενα στην ουρά επί δύο ώρες, με βροχή και κρύο, αλλά και με ανυπομονησία για αυτή τη σημαντινή συνάντηση, όπου μου είχε υποσχεθεί να μου δώσει μία συνέντευξη...

 

Άλπερτ Αινστάιν

Το μουσείο των κέρινων ομοιωμάτων στο Βερολίνο αποτελεί την αλυσίδα αντίστοιχων μουσείων σε όλο τον κόσμο, ξεκινώντας από το Λονδίνο, μετά στο Άμστερνταμ, Βερολίνο και καταλήγοντας στο Χόλιγουντ. Η δημιουργός τού ομώνυμου μουσείου ήταν η Marie Tussads ή Madam Tussads. Γεννήθηκε στο Στρασβούργο το 1761 και ασχολήθηκε με την Τέχνη των κέρινων ομοιωμάτων από πολύ μικρή. Το χόμπι της αυτό την έσωσε, καθώς το 1789 (περίοδος της γαλλικής επανάστασης) οδηγήθηκε στη λαιμητόμο (εξαιτίας των φιλοβασιλικών αισθημάτων της), μαζί με την Ιωσηφίνα, και σώθηκε τελευταία στιγμή χάριν του ταλέντου της να δημιουργεί νεκρικές μάσκες των θυμάτων της λαιμητόμου, μερικά από τα οποία υπήρξαν φίλοι της (μαρία Αντουανέτα και Ροβεσπιέρος). Το 1802 η Marie φεύγει για το Λονδίνο και εκεί δημιουργεί την πρώτη της μόνιμη έκθεση, που τελικά θα γίνει μουσείο κέρινων ομοιωμάτων. Πέθανε σε ηλικία 89 ετών, στις 16 Απριλίου 1850. Σχεδόν εκατό χρόνια αργότερα (18 Απριλίου 1955) πεθαίνει στο Princton ο διασημότερος των Φυσικών όλου του Κόσμου, ο Άλπερτ Αϊνστάιν και γίνεται ένα από τα πρώτα κέρινα ομοιώματα του μουσείου στο Βερολίνο.

 

Φωτό Διαδικτύου

Βασικά, ο Αϊνστάιν είναι ένα αδικηµένο ιστορικό πρόσωπο. Είναι ο επιστήµων µε τις χίλιες «κέρινες» µάσκες. Έχει φωτογραφηθεί µε τη γλώσσα έξω, µε το να ξύνει το κεφάλι του, να κάνει τον ζογκλέρ πάνω σε ένα ποδήλατο, να περπατά στους όµορφους κήπους της Βοστώνης και να διερωτάται αν πηγαίνει στο σπίτι του ερχόµενος από το γραφείο ή το αντίθετο ακόµη. Τον χαρακτήρισαν σαν τον µέτριο µαθητή, χωρίς να λαµβάνουν υπόψη το αυταρχικό εκπαιδευτικό σύστηµα της πρωσικής Γερµανίας. Όµως η αναγνώριση δεν άργησε να έλθει και µάλιστα από µία χώρα µε παραδοσιακή αποµόνωση, την Ελβετία. Ήταν φοιτητής στη Ζυρίχη, στο περίφηµο Πολυτεχνείο ΕΤΗ, πήρε την ελβετική υπηκοότητα και προσλήφθηκε στο Ελβετικό Γραφείο Ευρεσιτεχνιών στη Βέρνη. Εκεί, κάτω από τη σκέπη των ελβετικών Άλπεων, το θρόισµα των οποίων άκουγε καθηµερινά στο ήσυχο και φιλόξενο περιβάλλον, τον ενέπνευσαν στη Δηµιουργία του. Εκεί κάτω από την σκιά των αιώνιων παγετώνων µπόρεσε να προσεγγίσει τις Αρχές της Παγκόσµιας Θεωρίας των ενοποιηµένων πεδίων, µιας θεωρίας τόσο άγνωστης στους κατοίκους του πλανήτη µας, αλλά τόσο προσιτής στον ίδιο. Σε αυτόν τον χώρο µπήκαν οι βάσεις της μοντέρνας Φυσικής.

Η ζωή του ήταν θυελλώδης, όπως όλων των µεγάλων επιστηµόνων, παντρεύτηκε, χώρισε, ξαναπαντρεύτηκε µία εξαδέλφη του, κέρδισε το βραβείο Νόµπελ, δώρισε τα χρήµατα του επάθλου στην πρώην…, επικρίθηκε για τη βόµβα της Χιροσίµα, έγινε γραµµατόσηµο, το όνοµά του στολίζει χιλιάδες αµφιθέατρα ανά τον κόσµο, ενώ λέγεται ότι ζυγίστηκε, µετά θάνατο, ο εγκέφαλός του για να διαπιστωθεί η χαρισµατική του ιδιοφυΐα. Αυτόν τον «Άνθρωπο» είχα την ευκαιρία να συναντήσω και να συζητήσουµε µαζί κάποια φιλοσοφικά ζητήµατα που αφορούν την ιστορία των Φυσικών Επιστημών, ….άλλωστε έχουµε και κάτι κοινό, γεννηθήκαµε την ίδια ηµεροµηνία, 14 μαρτίου!

Άλπερτ, χαίροµαι που σε γνωρίζω. Από µικρός άκουγα τα κατορθώµατά σου στη Φυσική, αλλά εγώ ήµουνα αφοσιωµένος µε τα παιγνίδια µου. Έπρεπε να µπω στο Πανεπιστήµιο, να σε διαβάσω, για να περάσω τις εξετάσεις, και να καταλάβω τί διάνοια είσαι. Συγνώµη, αλλά τότε δεν υπήρχε Διαδίκτυο, ούτε Facebook για να σε γνωρίσω καλλίτερα, παρά µόνο κάποια κακογραµµένα πανεπιστηµιακά συγγράµµατα που µας τα µοίραζαν από αντίγραφα πολυγράφου. Τώρα που γνωριστήκαµε, πες µου σε παρακαλώ, πότε «φυτεύτηκε» η πρώτη ρίζα της Φυσικής.
Α: Στη πρώτη σου διαπίστωση περί Διαδικτύου, σωστά! Παρότι είχαµε συζητήσει πολλές φορές µε το φίλο µου τον Turing, ήταν απαισιόδοξος κατά πόσο οι Άνθρωποι θα υλοποιήσουν τάχιστα τις ιδέες του για να κατασκευάσουν µια µηχανή, που αργότερα θα την ονόµαζαν υπολογιστή. Πού να φανταστεί κανείς πως, σε συνδυασµό µε τη µηχανή αυτή, θα γεννιόταν αργότερα ο Tim Berners Lee που θα ένωνε υπολογιστικά όλη την Ανθρωπότητα, κατά τέτοιο τρόπο, που θα είχες πρόσβαση µε πολύ ευκολότερο τρόπο στις θεωρίες µου…, αλλά ας µην πολυλογώ και ας έλθω στο ερώτηµά σου….οι ρίζες της κλασικής Φυσικής ανάγονται γύρω στον έκτο προχριστιανικό αιώνα, τότε που Φιλοσοφία και Θρησκεία παρέµεναν ακόµη δυο αδιαχώριστες έννοιες. Η σκέψη των αρχαίων υµών Ελλήνων αναζητούσε τη φύση των πραγµάτων, δηλαδή την αιτία για το καθετί, που αντιλαµβανόµαστε γύρω µας. Η αναζήτηση αυτή γέννησε τη µεγάλη επιστήµη, που ονοµάζουµε σήµερα Φυσική και είχα την ευκαιρία να την υπηρετώ µέχρι την ηµέρα του θανάτου µου!
 

Λένε ότι δεν ήταν άριστος μαθητής. Φωτό Διαδικτύου

...πριν από τη Φυσική, ήταν µόνο η παρατήρηση φαινοµένων; μπορείς να µου δώσεις κάποια χειροπιαστά παραδείγµατα για το πώς ο «αρχαίος» άνθρωπος τα εκλάµβανε;
Α: Βεβαίως, αυτό είναι πολύ εύκολο… σου φέρνω σαν παράδειγµα την έκλειψη του Ηλίου, που ως αστρονοµικό φαινόµενο, προκαλούσε το δέος στους κατοίκους της αρχαιότητας. Ο αρχαίος άνθρωπος απέδιδε τα διάφορα καιρικά φαινόµενα στην οργή ή την εύνοια των Θεών. Ήταν εποµένως αυτονόητη η συνεχής παρακολούθησή τους και η προσπάθεια της ερµηνείας τους. Να σου θυµίσω ότι µία από τις σηµαντικότερες διαπιστώσεις, που ανάγονται στην αρχαιότητα, ήταν η κατάρριψη των λαϊκών δοξασιών και η αποµυθοποίηση των φαινοµένων. Γι αυτούς, τα φυσικά φαινόµενα δεν ήταν πλέον αποτέλεσµα της βούλησης των Θεών ή των δαιµόνων, αλλά όπως περιγράφει ο δικός σας Όµηρος στην Οδύσσεια: … πίστευαν (οι αρχαίοι Έλληνες) ότι η φύση αποτελείται από ένα σύνθετο µηχανισµό, που µεταλλάσσεται βάσει αµετάβλητων φυσικών νόµων, που µπορούν να κατανοηθούν από την ανθρώπινη λογική. Για παράδειγµα, ο δίσκος της Σελήνης εξαφανίζει όλο και περισσότερο µέρος από τον Ήλιο, ο ουρανός αρχίζει να σκοτεινιάζει. Ξαφνικά εµφανίζεται το ηλιακό στέµµα, το σκοτάδι υποχωρεί και ο Ήλιος λάµπει ξανά. Η έκλειψη του Ηλίου µετατράπηκε σε ένα προβλέψιµο γεγονός. Παρόλα αυτά η αναζήτηση της φύσης των πραγµάτων παρέµενε, µέχρι το μεσαίωνα, σε λανθάνουσα κατάσταση και η διαπραγµάτευσή τους γινόταν µόνο µέσω φιλοσοφικών σκέψεων. Αχ! να ζούσα την εποχή εκείνη, πόσα πράγµατα θα άλλαζα! Ακόµη και ο Αριστοτέλης, που συστηµατοποίησε και οργάνωσε την γνώση, δηµιουργώντας έτσι το θεωρητικό πλαίσιο µέσα στο οποίο κινήθηκε το σύνολο των απόψεων της δυτικής σκέψης στα επόµενα δύο χιλιάδες χρόνια, του ξέφυγε η ουσία του ερωτήµατος γιατί κινούνται τα πράγµατα. Ίσως επειδή πίστευε ότι τα προβλήµατα που αφορούσαν την ανθρώπινη ψυχή και τη γνώση του Θεού είναι σηµαντικότερα από τη µελέτη του Κόσµου.

Άλπερτ, υποψιάζοµαι ότι γνωρίζεις πολύ καλά την ιστορική διαδροµή του κλάδου εκείνου της Επιστήµης, που θα αναδειχθεί αργότερα στην κορωνίδα των Επιστηµών. Πες µου και άλλα ιστορικά γεγονότα.
Α: Εκπρόσωπος της φιλοσοφικής σκέψης κατά την αρχαιότητα ήταν ο Θαλής ο μιλήσιος (624- 546πΧ), που έγινε διάσηµος για τις ανακαλύψεις των µαγνητικών φαινοµένων και των ιδιοτήτων που κατέχουν µερικά υλικά (π.χ. το ήλεκτρο) κατά την τριβή τους σε ξηρό ύφασµα. Η µελέτη του µαγνητισµού αρχίζει από την παρατήρηση ότι κάποια φυσικά πετρώµατα (π.χ. ο µαγνητίτης) έλκονται από το σίδηρο. Ο Εµπεδοκλής (495-435πΧ) υπέθεσε τη συµπαντική δηµιουργία σαν σύνθεση τεσσάρων στοιχείων, της φωτιάς, του νερού, του αέρα και της γης. Τα στοιχεία αυτά αναµιγνύονταν σε τέτοιες αναλογίες ώστε να διατηρούν αµετάβλητη την ύλη. Η συγκεκριµένη ονοµατολογία µας εκπλήσσει για την οµοιότητά της µε σηµερινά δεδοµένα, όπου τέσσερις καταστάσεις της ύλης επικρατούν: στερεά, υγρά, αέρια και πλάσµα. Αυτό το αναφέρω και στη θεωρία µου! Οι πρώτοι, που ανέπτυξαν έναν ιδιαίτερο τύπο µαθηµατικού µυστικισµού και διετύπωσαν τη φράση τα πάντα είναι αριθµοί είναι ο Πυθαγόρας ο Σάµιος (572-492πΧ) και οι µαθητές του (Ιάµβλιχος, Πρώρος κ.ά.) στον Κρότωνα της Κάτω Ιταλίας. Ο συνδυασµός της µαθηµατικής σκέψης εµφανίστηκε για πρώτη φορά στη διδασκαλία του µεγάλου ηµών Πυθαγόρα και στη συνέχεια επηρέασε τη θρησκευτική φιλοσοφία της αρχαίας Ελλάδος, το μεσαίωνα ακόµη και τη σύγχρονη εποχή. Κατά τον Πυθαγόρα, οι αριθµοί και οι αριθµητικοί τους συνδυασµοί θεωρούνται σαν σύµβολα του διανοητικού χάρτη της πραγµατικότητας. Οι πρώτοι δέκα αριθµοί υπήρξαν άγιοι και ιεροί γιατί κρατούσαν µέσα τους όλη την αριθµοσοφία. Ο Πυθαγόρας ασχολήθηκε, εκτός των άλλων, και µε ακουστικά πειράµατα επειδή ενδιαφερόταν για την Αρµονία του φυσικού µας Κόσµου. Έτσι η µουσική κλίµακα του Πυθαγόρα είχε επτά βαθµίδες. Ο Αναξαγόρας (499-428πΧ) έθεσε για πρώτη φορά την υπόθεση ότι το Σύµπαν αποτελείτο από πεπερασµένο αριθµό µικρών σωµατίων, των οποίων η συνδετική δύναµη ήταν ο Νους. Από το φιλοσοφικό αυτό συµβιβασµό γεννήθηκε η ιδέα του Ατόµου, δηλαδή της µικρότερης αδιαχώριστης µονάδας της ύλης, που βρήκε την τελειότερη διατύπωσή της στη φιλοσοφία του Λευκίππου (489-428πΧ) και στο µαθητή του Δηµόκριτο (455-370πΧ). Ο Έλληνας αυτός εκφραστής της ατοµικής θεωρίας καθόρισε ότι ο Κόσµος αποτελείται µόνο από άτοµα, τα οποία κινούνται συνεχώς στο κενό! Τα βασικά δοµικά υλικά της ύλης (µόρια) βρίσκονται σε αναλογίες και διατάξεις ατόµων. Η εικόνα αυτή πλησιάζει κατά πολύ τη σηµερινή παραδοχή της δοµής της ύλης, που αποδείχθηκε πειραµατικά από τον καναδό συνάδελφό µου και διακεκριµένο επιστήµονα Sir Rutherford το 1911. Ο Αρχιµήδης (287-212πΧ) σπούδασε στη φηµισµένη Σχολή της Αλεξάνδρειας και συγκαταλέγεται µεταξύ των µεγαλύτερων σοφών της εποχής του. Ως µαθηµατικός, υπολόγισε την περίµετρο και την επιφάνεια του κύκλου, την επιφάνεια σφαίρας κ.ά. Επίσης, έδωσε τη λύση της τριτοβάθµιας εξίσωσης! Ως φυσικός, προσδιόρισε το κέντρο βάρους διαφόρων σωµάτων, ανακάλυψε τα είδη των µοχλών και το φαινόµενο της άνωσης, γνωστό ως Αρχή του Αρχιµήδη. Επίσης, κατασκεύασε ένα πλανητάριο, διεξήγαγε αξιόλογες αστρονοµικές παρατηρήσεις και απέδειξε την κυρτότητα του ορίζοντα. Θεωρήθηκε επίσης σπουδαίος µηχανικός. Κατασκεύασε πάνω από 40 είδη µηχανών (ανυψωτικές τροχαλίες, ατέρµονες βίδες και πολεµικές πολιορκητικές µηχανές). Λέγεται, ότι κατέκαυσε τον εχθρικό στόλο µε την κατασκευή των περίφηµων ηλιακών παραβολικών κατόπτρων. Είχε όµως άδοξο τέλος. Ένας απλός στρατιώτης του ρωµαίου στρατηγού μάρκελλου (που είχε καταλάβει τις Συρακούσες) τον σκότωσε επιτόπου, επειδή αρνήθηκε να τον ακολουθήσει, επειδή επέµενε να ολοκληρώσει τη σχεδίαση µίας οπτικής διάταξης. Δύο χιλιάδες χρόνια µετά, το ίδιο φονικό σκηνικό θα µπορούσε να είχε συµβεί στον «πρίγκιπα» των μαθηµατικών και διάσηµο αστρονόµο Karl Friedrich Gauss, όταν τα στρατεύµατα του στρατηγού Ναπολέοντα κατέλαβαν το Braunschweig της βόρειας Γερµανίας. Οι έλληνες φιλόσοφοι (αυτούς που ανέφερα και πολλοί άλλοι), αν και συνέλαβαν καταπληκτικές ιδέες, που συχνά πλησίαζαν πολύ τις θεωρίες της σύγχρονης επιστήµης, αγνοούσαν την επιστηµονική µεθοδολογία και απεχθάνονταν το πείραµα παρότι το αποδέχονταν ως πιστοποίηση κάθε θεωρίας. Πίστευαν ότι η βασική παρατήρηση αρκούσε και αγκάλιαζαν το σύνολο των φαινοµένων χωρίς επιστηµονική εµβάθυνση.

o ποταμός Spree

Άλπερτ, ας µην επεκταθούµε περισσότερο στην αρχαιότητα … να σε ρωτήσω τώρα τι είναι Φυσική και ποιος είναι ο σκοπός της;
Α: Είναι µία βασική Επιστήµη και ασχολείται µε τους νόµους, που κυβερνούν τον περιβάλλοντά µας χώρο. Οι φυσικοί σήµερα και χθες, σε όλο τον κόσµο, προσπαθούν να ανακαλύψουν µέσα από την πολυπλοκότητα των φυσικών φαινοµένων εκείνες τις παγκόσµιες αρχές, µε τις οποίες θα µπορούσαν να ερµηνευτούν όλα τα φαινόµενα µε απλές βασικές σχέσεις. Σκοπός της Φυσικής είναι η αναζήτηση της αλήθειας µέσω της αντικειµενικής νοµιµότητας. Η υποκειµενική θέση του παρατηρητή (π.χ. έµπνευση, ιδέες, φαντασία κ.λπ.) διαδραµατίζει σηµαντικό ρόλο στη αναζήτηση της αλήθειας και µπορεί να µας κατευθύνει προς νέες ιδέες ή να µας προτρέψει να απορρίψουµε άλλες. Μπορούµε να φανταστούµε την αναζήτηση σαν ένα τροχό ποδηλάτου µε πολλές ακτίνες. Ο καθένας µας επιλέγει διαφορετική ακτίνα, αλλά όλοι µας θα φθάσουµε κάποτε στο ίδιο σηµείο, στο Κέντρο. Θα πρέπει εδώ να τονίσουµε µία φιλοσοφική διαφορά. Η Φυσική περιγράφει αντικειµενικά την πραγµατικότητα του υλικού κόσµου, όπως τον αισθανόµαστε καθηµερινά µέσα στο πλαίσιο των τριών διαστάσεων. Η πέραν των ορίων της επιστήµης αναζήτηση µιας πνευµατικής οντότητας ανήκει, σύµφωνα µε τον Αριστοτέλη, στη μεταφυσική, είναι αντικείµενο µόνο των εµπειριών τού κάθε ατόµου και εξαρτάται από την προσωπική του υπόσταση και το βαθµό της πνευµατικής του εξέλιξης.

… και τί δεν είναι Φυσική;
Α: χµ! πολύ καλή ερώτηση. Λοιπόν, την επόµενη φορά, που θα επισκεφτείς το μουσείο του Λούβρου, πλησίασε τον υπέροχο πίνακα Joconda του Leonardo daVinci και φαντάσου πόσο εύκολο είναι να περιγράψεις επιστηµονικά τον πίνακα. Δεν χρειάζεσαι τίποτε άλλο παρά τις συντεταγµένες του, το βαθµό ανακλαστικότητας τής επιφάνειάς του καθώς και το µήκος κύµατος της ακτινοβολίας, που τον φωτίζει. Αν επαναλάβουν τις ίδιες µετρήσεις και άλλοι επισκέπτες θα διαπιστώσουµε ότι τα αποτελέσµατα συµπίπτουν. Αυτό λέει η Φυσική. Όµως, πόσο δύσκολο είναι να εµβαθύνουµε στη σκέψη του ζωγράφου, στα συναισθήµατα, που ένιωθε τη στιγµή της δηµιουργίας του στις εµπειρίες του, που τον ενέπνευσαν να µεγαλουργήσει. Αυτή η ελλιπής παρατήρηση ανήκει στη σφαίρα της υποκειµενικής αξιολόγησης και είναι διαφορετική από άτοµο σε άτοµο. Αυτό το είδος της παρατήρησης δεν είναι το αντικείµενο µελέτης της φυσικής. Αυτό δεν είναι Φυσική.

Από ότι γνωρίζω, επιστήµονες, φιλόσοφοι και ιστορικοί ανά τον κόσµο ασχολούνται περισσότερο από µισό αιώνα µε την ιστορική εξέλιξη των επιστηµών κατά τους προκλασικούς χρόνους. Τους βασανίζουν δυο ερωτήµατα: γιατί αυτή η κάµψη και πόσο χρόνο διήρκησε. Ποια είναι η γνώµη σου;
Α: Θα ξεκινήσω από το δεύτερο ερώτηµα, που είναι εύκολο να απαντήσω (λόγω ιστορικών στοιχείων) για να καταλήξω στο πρώτο για το οποίο υπάρχουν ακόµη πολλά ερωτηµατικά. Πολλές ιστορικές έρευνες συγκλίνουν στο γεγονός, ότι από την εποχή που η ελληνική φιλοσοφία διείσδυσε στη Δυτική Ευρώπη, δηλαδή από το 150π.Χ. και εντεύθεν, η µεγαλύτερη κάµψη της επιστήµης συνέβη ανάµεσα στο 500 και 1000µ.Χ. Ευτυχώς, η κατάσταση άρχισε βαθµιαία να βελτιώνεται και να παρουσιάζει ανάκαµψη κατά το 12.αι. και στις αρχές του 13.αι., τότε που η εισροή κυρίως αραβικών επιστηµονικών συγγραµµάτων (πρόκειται για πραγµατείες) εισήγαγε ένα νέο σύνολο γραπτών µνηµείων που απεικόνιζαν την εποχή εκείνη. Η πρόοδος που συντελέστηκε ήταν σηµαντική, γιατί αυτή συνεχίστηκε και στους µεταγενέστερους χρόνους, µε αποκορύφωµα την εποχή της βιοµηχανικής επανάστασης και προετοίµαζε το δρόµο για την εποχή του φωτονίου και των ηλεκτρονικών υπολογιστών.

Απόφοιτος Φυσικής στο Πολυτεχνείο Ζυρίχη 1900, τον διακρίνετε;  Φωτό Διαδικτύου

Άλπερτ, γιατί δηµιουργήθηκε αυτή η ολέθρια κατάσταση και τί την διατήρησε τόσους πολλούς αιώνες;
Α: Οι αιτίες πρέπει να είναι πολλές και να κατανέµονται ισόχρονα σε πολλές περιόδους. Θα µπορούσα να πω τα εξής:
1. πολιτική αστάθεια (3.αι. µ.Χ) οδηγεί σε διαίρεση τη ρωµαϊκή αυτοκρατορία, σε ανατολικό και δυτικό ήµισυ, µία διαίρεση που έγινε ανεπανόρθωτη µετά το θάνατο του Θεοδοσίου το 395µ.Χ. Στην πορεία του 5.αι., το δυτικό τµήµα της γίνεται λεία βόρειων γερµανόφωνων φυλών, που εισβάλλουν σε αυτό,
2. η πάλη του χριστιανισµού µε άλλες θρησκείες κορυφώθηκε το 392µ.Χ., όπου θριάµβευσε και ο Θεοδόσιος τον ανακήρυξε ως µόνη νόµιµη θρησκεία,
3. µέχρι τα τέλη της 1ης χιλιετίας η οικονοµική και η πολιτική καταπίεση γίνονταν ολοένα και πιο επαχθής σε όλα σχεδόν τα επίπεδα της κοινωνίας. Ο κόσµος ήταν κακός και τελικά επρόκειτο να χαθεί. Η Αποκάλυψη κατά Ιωάννη είχε πολύ σηµαντική επιρροή στη χριστιανική Δύση. Καθώς πλησίαζε το τέλος της πρώτης χιλιετίας, οι δραστηριότητες της καθηµερινής ζωής είχαν επηρεασθεί από τις ανησυχίες, που εκπορεύονταν από την τυφλή πεποίθηση στην επερχόµενη συντέλεια. Ο κόσµος έσπευδε στα µοναστήρια για να προσευχηθεί, οι εκκλησίες πολιορκούνταν από πλήθη, που ζητούσαν άφεση των αµαρτιών τους. Αυτή η έντονη και εκτεταµένη ενέργεια, κυρίως από πλευράς της εκκλησίας, για τη σωτηρία του κόσµου πιθανόν να είχε ως αποτέλεσµα τη δέσµευση των µυαλών και της ενεργητικότητας εκείνων, που σε µια παλαιότερη εποχή θα είχαν αφιερώσει το ταλέντο τους στην επιστήµη,
4. ταλαντούχα άτοµα, που ήταν ταγµένα (όπως συµβαίνει και σήµερα) να προχωρήσουν και να διαιωνίσουν την παράδοση της επιστήµης δεν αναπαράγονταν πια στην Ανατολική ούτε στη Δυτική επικράτεια της Αυτοκρατορίας και έτσι η λάµψη των πρώτων µεταχριστιανικών χρόνων έσβηνε στη συνέχεια. Πιστεύεται, ότι η χριστιανική εκκλησία τράβηξε τους πλέον ικανούς στην υπηρεσία της µε τη µορφή µίας ιεραποστολικής, οργανωτικής ή/και δογµατικής δραστηριότητας. Τα γεγονότα αυτά συνέβησαν αρκετούς αιώνες πριν και ίσως είναι δύσκολο να καταλήξουµε σε ασφαλή συµπεράσµατα,
5. ένας επίσης ανασταλτικός παράγοντας στην ανάπτυξη των επιστηµών κατά την πρώτη χιλιετία ήταν η επίδραση που είχαν στο χριστιανικό κόσµο τα αριστοτελικά κείµενα. Ο ίδιος ο Αριστοτέλης, πίστευε ότι τα προβλήµατα, που αφορούσαν την ανθρώπινη ψυχή και τη γνώση του Θεού ήταν σηµαντικότερα από τη µελέτη του υλικού κόσµου. Στο απλό (για τα σηµερινά δεδοµένα) φαινόµενο της βολής (η λύση του οποίου πραγµατοποιήθηκε τον 17.αι.), ο Αριστοτέλης το είχε εντάξει στη γενική κατηγορία της αλλαγής θέσης και ως αποτέλεσµα µιας ουράνιας νόησης ή θεϊκής επιβολής. Παρόλο που εξέταζε συχνά το ζήτηµα της τοπικής κίνησης, πουθενά στα σωζόµενα έργα του δεν υπάρχει µία συστηµατική και περιεκτική πράγµατευσή της. Πίστευε ότι η βασική παρατήρηση αρκούσε και αγκάλιαζε το σύνολο των φαινόµενων χωρίς επιστηµονική εµβάθυνση. Αυτός βασικά ήταν και ο λόγος της αξιοσηµείωτης έλλειψης ικανοποιητικής ερµηνείας των αριστοτελικών απόψεων, µε αποτέλεσµα την αντίστοιχη κριτική σε αυτές. Η αριστοτελική άποψη κυριάρχησε για πολλούς αιώνες και έφερε τελικά τη δυτική σκέψη σε αδιέξοδο.
 

… και πόσο κράτησε η αντιπαράθεση;
Α: Η αντιπαράθεση των αριστοτελικών κειµένων κράτησε µέχρι το 17.αι. δηλαδή µέχρι τότε που ο Γαλιλαίος έστρεψε το τηλεσκόπιό του προς τον ουρανό. Ανακάλυψε ότι η επιφάνεια της Σελήνης διέθετε κρατήρες, είδε τις φάσεις της Αφροδίτης και τους δορυφόρους του Δία και διαπίστωσε ότι ο ουρανός ήταν γεµάτος από αστέρια, που δεν µπορούσαν να διακριθούν µε γυµνό µάτι.

 

1908, καθηγητής στο πανεπιστήμιο Βέρνης. Φωτό Διαδικτύου

μίλησέ µου για τον Γαλιλαίο.
Α: O Galileo Galilei θεωρείται µέγας µαθηµατικός και Φιλόσοφος, που εφάρµοσε την πειραµατική µεθοδολογία στην επιστηµονική έρευνα. Γεννήθηκε στην Πίζα της Ιταλίας το 1564 και σπούδαζε αρχικά ιατρική σε µία περίοδο, όπου η ανατοµία ήταν άγνωστος κλάδος. Μετά από ευτυχείς συγκυρίες εξασφάλισε µια θέση στο πανεπιστήµιο της Πίζας, αργότερα εργάστηκε στην Πάδουα. Σε ώριµη πλέον ηλικία ήταν ένας καταξιωµένος επιστήµονας και δηµοφιλής δάσκαλος. Εκτός των άλλων, εισήγαγε την έννοια της αδράνειας των σωµάτων, µελέτησε την κίνηση σε κεκλιµένο επίπεδο, τις βολές και χρησιµοποίησε το εκκρεµές για τη µέτρηση του χρόνου. Ειδικότερα όµως ενδιαφέρθηκε για τους νόµους της ελεύθερης πτώσης κάνοντας τα πρώτα πειράµατα σε κεκλιµένο επίπεδο (και όχι κατακόρυφα όπως µαθαίνουµε στο σχολείο). Παρότι ο Γαλιλαίος δεν εφεύρε το τηλεσκόπιο, το ανήγαγε σε όργανο παρατήρησης µεγάλης επιστηµονικής αξίας. Σύµφωνα µε τον Αριστοτέλη, οι πλανήτες ήσαν ακίνητα συνδεδεµένοι πάνω σε περιστρεφόµενους κρυσταλλικούς φλοιούς. Η ύπαρξη δορυφόρων, γύρω από τον πλανήτη Δία, θα µπορούσε να θραύσει τους φλοιούς. Έτσι, οι οπαδοί της αριστοτελικής θεωρίας δεν αποδέχονταν τις ιδέες του Γαλιλαίου και αρνιούνταν να κοιτάξουν µέσα στο τηλεσκόπιο, επειδή θεωρούσαν αδιανόητη την ύπαρξη τους. Ποίος θα ήταν ο λόγος να το πράξουν. Παράλληλα, η Εκκλησία δεν έβλεπε µε καλό µάτι τις θεωρίες του, που αντιστρατεύονταν το περιεχόµενο των Αγίων Γραφών και λογόκρινε τα έργα του. Το 1633, ο Γαλιλαίος οδηγήθηκε στην Ιερά Εξέταση και αναγκάστηκε να απαρνηθεί τις απόψεις του. Τέθηκε σε κατ' οίκον περιορισµό µέχρι το θάνατό του (1642).

Η χρονιά του θανάτου του Γαλιλαίου συµπίπτει µε τη γέννηση ενός µεγαλοφυούς άγγλου φυσικού και µαθηµατικού, ενός από τους µεγαλύτερους επιστήµονες της κλασικής περιόδου, του Ισαάκ Νεύτωνα. Ποία ήταν η συνεισφορά του στην Επιστήµη;
Α: Ο Ισαάκ Νεύτων διετύπωσε τους νόµους της παγκόσµιας µηχανικής των σωµάτων, που αποτέλεσαν τα θεµέλια της κλασικής Φυσικής. Από τα µέσα του 17ου αιώνα µέχρι και τα τέλη του 18. οι διατυπώσεις του κυριάρχησαν στο σύνολο της επιστηµονικής σκέψης της Δύσης. Το µνηµειώδες έργο του µε τίτλο Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ή Principia (μαθηµατικές αρχές της Φυσικής Φιλοσοφίας, 1687), περιελάµβανε τους τρεις Νόµους για την κίνηση των σωµάτων, τις παρατηρήσεις και τις γνώσεις, εκείνης της εποχής, σε θέµατα ουράνιας µηχανικής και το γνωστό σε όλους µας Νόµο της βαρύτητας. Ο Νεύτων είχε την έµπνευση της σύνθεσης µίας ισχυρότατης µαθηµατικής µεθόδου, που αποκαλούµε σήµερα διαφορικό και ολοκληρωτικό λογισµό. Είχε επίσης τη φαεινή ιδέα να αντικαταστήσει τις δύσχρηστες γεωµετρικές µεθόδους µε µαθηµατικά εργαλεία (δηλαδή την παράγωγο, το ολοκλήρωµα κ.ά.) που χρησιµοποιούσαν εκείνη την εποχή διακεκριµένοι µαθηµατικοί, όπως οι Lagrance, Hamilton, Euler, Laplace κ.ά. και να δηµιουργήσει µια νέα φυσική πιο κατανοητή και εύχρηστη. Έτσι, η κλασική μηχανική αποκτά µοντέρνα αναλυτική θεµελίωση χάρις των εµπνευσµένων εργασιών του.

… η έννοια ενός πειράµατος παρουσιάζεται την εποχή του Γαλιλαίου, σωστά;
Α: Αν εξαιρέσουµε τους Βαβυλώνιους, Αιγυπτίους και Άραβες, που ασχολήθηκαν µε φυσικές και κυρίως αστρονοµικές παρατηρήσεις, ο Γαλιλαίος ήταν ο πρώτος που συνδύασε την εµπειρική γνώση µε τη µαθηµατική έκφραση και για αυτόν το λόγο θεωρείται πατέρας της σύγχρονης επιστήµης. Έδωσε την πρώτη µεγάλη συνεισφορά στην Κλασική μηχανική µε πειράµατα, που έµειναν γνωστά στην ιστορία της ανθρωπότητας.

και ποιός δεν ξέρει την περίφημη πύλη του Βραδεμβούργου,
σύμβολο του ψυχρού πολέμου

Τι είναι για κάποιον αµύητο το πείραµα;
Α: Τη σηµασία του πειράµατος µπορούµε να κατανοήσουµε όταν ακολουθήσουµε τα µονοπάτια της γνώσης και µελετήσουµε τους τρόπους για το πώς συλλαµβάνεται και εκφράζεται. Το πείραµα δεν είναι τίποτε άλλο παρά είναι µια συγκεκριµένη ερώτηση στη Φύση, που αν επιλέξουµε τη σωστή πειραµατική διάταξη θα λάβουµε µία σαφή απάντηση. Ας αναφέρω ένα παράδειγµα, από τις παρατηρήσεις των πλανητικών τροχιών του Δανού αστρονόµου Tycho Brahe (1546-1601), µπόρεσε ο Johannes Kepler (1571-1630) να διατυπώσει τους εµπειρικούς νόµους για τη κίνηση των πλανητών. Όµως έπρεπε να περάσουν αρκετά χρόνια µέχρις ότου ο Edmond Halley εφαρµόσει το Νόµο βαρύτητας του Ισαάκ Νεύτωνα, για να προβλέψει την επιστροφή ενός λαµπρού κοµήτη, που θα εµφανιζόταν εκείνη την εποχή (1758). Έτσι τέθηκαν οι βάσεις για την ερµηνεία των πλανητικών τροχιών και της ελεύθερης πτώσης των σωµάτων κάτω από µία κοινή αρχή. Κάτι ανάλογο προσπάθησα και εγώ µε την ενσωµάτωση όλων των αλληλεπιδράσεων (ηλεκτρικών, µαγνητικών και πυρηνικών) σε µία ενοποιηµένη θεωρία.

 

μαζί με την Έλσα, τη δεύτερη σύζυγό του

Αληθεύει η ισχυρή σύνδεση θεωρίας και πειράµατος;
Α: Θα µπορούσα να πω, η θεωρία χωρίς το πείραµα θα ήταν στείρα. Τη στενή τους σχέση µπορούµε να αποδεχτούµε κάνοντας την εξής σκέψη: ας αφήσουµε ταυτόχρονα ένα νόµισµα και ένα φτερό να πέσουν από το ίδιο ύψος προς τη Γη, ενώ παράλληλα µετρούµε τα αντίστοιχα χρονικά διαστήµατα, που διανύουν τα σώµατα κατά την πτώση τους. Πολύ γρήγορα συµπεραίνουµε, ότι ο νόµος που περιγράφει ακριβώς την πτώση των σωµάτων είναι ανεξάρτητος από το γεωµετρικό σχήµα των αντικειµένων, το είδος τους και κυρίως της µάζας τους, εφόσον το πείραµα λάβει χώρα στο κενό, π.χ. στην επιφάνεια της Σελήνης. Αυτό µας επιτρέπει να εφαρµόσουµε ένα µοντέλο στο οποίο υποθέτουµε ότι όλη η µάζα του σώµατος είναι συγκεντρωµένη σε ένα µόνο σηµείο του, που ονοµάζουµε κέντρο µάζας, με άλλα λόγια, κάθε σώµα κινείται µέσα σε πεδίο βαρύτητας σαν να δρούσε η δύναµη του πεδίου πάνω σε ένα µόνο σηµείο και όχι σε ολόκληρο το σώµα. Έτσι απλουστεύεται αρκετά η µελέτη µας. Τώρα, ας αφήσουµε ταυτόχρονα τα ίδια σώµατα (νόµισµα και φτερό) να βυθιστούν µέσα στο νερό. Τα χρονικά διαστήµατα και οι αποστάσεις, που διανύουν κατά τη βύθισή τους εξαρτώνται ισχυρά από το γεωµετρικό τους σχήµα και το είδος τους. Σε αυτή την περίπτωση δεν µπορούµε να χρησιµοποιήσουµε το προηγούµενο απλοϊκό µοντέλο, αλλά κάποιο άλλο πιο πολύπλοκο. Το νέο µοντέλο προϋποθέτει ότι το σώµα δεν αποτελείται από ένα µόνο σηµείο, αλλά από πλήθος σηµείων, που το καθένα έχει τη δική του ταχύτητα και επιτάχυνση. Με την εφαρµογή του νέου αυτού µοντέλου καταλήγουµε σε αναµενόµενα πειραµατικά αποτελέσµατα. Από τα προηγούµενα δυο παραδείγµατα καταλήγουµε στο συµπέρασµα ότι η δύναµη της πρόβλεψης και της επιλογής του κατάλληλου µοντέλου είναι οι βασικοί παράγοντες, που ρυθµίζουν το ποσοστό επιτυχίας στην ερµηνεία ενός φυσικού φαινοµένου.

Έχω ακούσει για έµπνευση, ποια είναι η άποψή σου;
Α: Η έµπνευση είναι ένας βασικός παράγοντας, που αποκαλύπτει στον επιστήµονα νέες διαστάσεις, τον κάνει περισσότερο δηµιουργικό διαφωτίζοντας τον προβληµατισµένο νου. Η έµπνευση δε σχετίζεται µε την επιστηµονική µεθοδολογία παρά µόνο αν συνοδευτεί µε κάποια µαθηµατική έκφραση και την κατάλληλη διατύπωση. Η αυστηρή επιβεβαίωση της θεωρίας από το πείραµα αποτελεί έναν απαράβατο κανόνα και καλείται επιστηµονική µεθοδολογία.

Αν διερωτηθώ, ποιο µοντέλο να χρησιµοποιήσω για το πείραµά µου, ποια θα µπορούσε να ήταν η απάντηση;
Α: …εξαρτάται από το είδος του πειράµατος. Ένα πείραµα δεν εξετάζει και ούτε µελετά τα πάντα παρά µόνο εκείνα τα στοιχεία, που σχετίζονται µε κάποιες ιδιότητές του. Αν πιστοποιεί το πείραµα αυτές τις ιδιότητες, τότε θα µπορούσαµε να εκφραστούµε ως εξής: η φύση συµπεριφέρεται εδώ ακριβώς όπως το αντίστοιχο µοντέλο και δίνει τις απαντήσεις εκείνες, που το ίδιο το µοντέλο είχε προβλέψει. Πολλές φορές ο επιστήµονας υιοθετεί κάποια θεωρία επηρεαζόµενος από κάποια έµπνευση ή µία ανεξήγητη πίστη και συνεχίζει να την εµπιστεύεται, ακόµη και αν τα αποτελέσµατα τον διαψεύδουν. Αν οι διαψεύσεις συνεχιστούν, τότε αρχίζει να µεταβάλλει το µοντέλο του και µόνο όταν το πλήθος των πειραµατικών ενδείξεων συνεχίζει να τον διαψεύδει, αναγκάζεται να το εγκαταλείψει.
 

Απονομή βραβείου Νόμπελ, 1921. Φωτό Διαδικτύου

Ποια είναι η ανατοµία ενός µοντέλου;
Α: … οι ιδιότητές του. Αυτές µπορούν να προσδιοριστούν από τη µαθηµατική σκέψη και να υποδείξουν στον επιστήµονα εκείνο το πείραµα, που θα πιστοποιήσει καλλίτερα το επιλεγόµενο µοντέλο. Αυτή η αµφίδροµη σχέση µεταξύ ιδιοτήτων και πειράµατος οδήγησαν αδιαµφισβήτητα την πρόοδο της σύγχρονης σκέψης. Ας θυµηθούµε την ανάπτυξη της κβαντικής Δυναµικής. Ο «κόσµος» της δεν είναι εύκολα κατανοητός. Από πειράµατα όµως, γνωρίζουµε τα θεαµατικά αποτελέσµατα της θεωρίας. Έτσι, θεωρητικές προβλέψεις ενεθάρρυναν τους πειραµατικούς φυσικούς στην αναζήτηση νέων σωµατιδίων µικρότερων σε διαστάσεις από εκείνες του Ατόµου. Τα πειράµατα υψηλών ενεργειών, µας αποκάλυψαν τη δυναµική των στοιχειωδών σωµατιδίων. Τα ίδια πειράµατα εµφάνισαν την ύλη σαν κάτι, που µεταµορφώνεται αδιάκοπα, να γίνεται ενέργεια ή να δηµιουργείται από ενέργεια, να συµπεριφέρεται είτε σαν σωµάτιο, δηλαδή σαν µια οντότητα µε καθορισµένα όρια µέσα στο χώρο είτε σαν κύµα άπειρης ταλάντωσης. Συνεπώς, η επιλογή ενός µοντέλου, για τη µικροσκοπική περιγραφή της φύσης, συναντά αρκετές δυσκολίες, καθότι δεν µπορούµε να διαθέτουµε µακροσκοπικά την ατοµική της εικόνα.
 

η περίφημη Alexanderplatz

Είναι τόσο δύσκολη η επιλογή του σωστού µοντέλου;
Α: Χωρίς αµφιβολία, ναι! Ας πάρουµε για παράδειγµα το φυσικό φαινόµενο της αστραπής και βροντής. Εδώ, υπάρχουν αρκετά µοντέλα περιγραφής του φαινοµένου. Αρχίζοντας από τις λαϊκές δοξασίες του οργισµένου Δία, να κατακεραυνώνει τους ανθρώπους, µέχρι των ηλεκτρικών εκκενώσεων στα ατµοσφαιρικά στρώµατα, που εκλύουν την ενέργειά τους στη Γη. Μόνο κατόπιν επανειληµµένων εργαστηριακών και ατµοσφαιρικών πειραµάτων (π.χ. µελέτη των καθοδικών και ανοδικών ρευµάτων και του φαινοµένου της τριβής µεταξύ των αέριων µαζών) μπορέσαµε τελικά να περιορίσουµε τον αριθµό των δυνατών µοντέλων.

Φαντάζοµαι ότι το πείραµα είναι πλέον συνώνυµο µε τη µοντέρνα εποχή και συµµετέχει σαν πανηγύρι σε κάθε επιστηµονική εκδήλωση!
Α: μέχρι τα τέλη του 18ου αιώνα το πανηγύρι των Επιστηµών δεν είχε τέλος. Οι ιδέες του Δηµόκριτου και του Λευκίππου για την αδιαχώριστη μονάδα της ύλης, το Άτοµο, επανέρχονται στην επικαιρότητα. Η μελέτη της συµπεριφοράς διαφόρων αερίων οδηγεί σε σηµαντικά συµπεράσµατα για τις ιδιότητές τους. Με τους Lavoisier και Dalton τίθενται τα θεµέλια μιας νέας θεωρίας. Το Άτοµο δεν είναι μόνο η αδιαχώριστη μονάδα της ύλης, αλλά κατέχει και ιδιότητες, που προσδιορίζουν τη χηµική συµπεριφορά τού αερίου. Η απόκτηση γνώσεων στη Χηµεία οδηγεί στη χαρτογράφηση όλων των γνωστών, μέχρι τότε χηµικών στοιχείων και στη δηµιουργία του περιοδικού πίνακα από τους Meyer και Mendelejev. Η ανάπτυξη της Χηµείας ωθεί σε εξέλιξη και μία άλλη επιστήµη, τη Θερµοδυναµική, που μελετά τη θερµότητα ως μορφή ενέργειας. Πρωτοπόρος της Θερµοδυναµικής θεωρείται ο Ελβετός φυσικός Daniel Bernoulli, που είχε την ιδέα να υποθέσει ότι τα αέρια θεωρούνται αιωρούµενες σφαίρες κινούµενες τυχαία προς όλες τις κατευθύνσεις και συγκρούονται µεταξύ τους ή µε τα τοιχώµατα του δοχείου, που τα περικλείει. Εκατό  χρόνια  αργότερα, ο  αυστριακός  Ludwig Bolztmann, ο  σκώτος James Clerk Maxwell και ο Rudolf Clausius, περιέγραψαν µε µαθηµατική σκέψη τις υποθέσεις του Bernoulli, εισάγοντας στο πρόβληµα τις πιθανότητες και θέτοντας τα θεµέλια της σύγχρονης κινητικής θεωρίας. Αποτέλεσµα αυτής της θεωρίας είναι σήµερα ο αστεϊσµός, τι θα µπορούσε να µας συµβεί, αν κάποια στιγµή όλα τα µόρια του αέρα αποφάσιζαν να µαζευτούν στην άκρη του ταβανιού.

… η θερµότητα;
Α: μιλώντας για θερµότητα, ας θυµηθούµε ότι το πρώτο υδραργυρικό θερµόµετρο κατασκευάστηκε στη Ρώµη (1640). Ο σουηδός φυσικός Celsius (1701-1744) εισήγε την εκατονταβάθµια κλίµακα θερµοκρασίας και ο Λόρδος Kelvin (1824-1907) την χρησιµοποίησε για να εισάγει την έννοια της απόλυτης θερµοκρασίας. Σύµφωνα µε την κλίµακα αυτή, η θερµοκρασία μηδέν βαθµοί Κelvin είναι η χαµηλότερη δυνατή θερµοκρασία, που θεωρητικά µόνο µπορεί να επιτευχθεί, επειδή παύει κάθε κίνηση της ύλης. Θα µπορούσα να ισχυριστώ, ότι στη θερµοκρασία αυτή επικρατεί το απόλυτο σκοτάδι, η απόλυτη ηρεµία, ο απόλυτος θάνατος.
 

Einsteinkaffee κοντά στο Charlie Point

… η Οπτική;
Α: Από τους αρχαιότατους χρόνους οι φιλόσοφοι προσπαθούσαν να κατανοήσουν τη φύση και τις ιδιότητες του φωτός. Η προσπάθεια των αρχαίων Ελλήνων να διαιρέσουν την ύλη είχε ως ακρογωνιαίο λίθο, ότι ήταν δυνατή η τεµάχισή της σε στοιχειώδη µέρη. Η ιδέα όµως στην περίπτωση της ανάλυσης του φωτός δεν ήταν τότε καθόλου ολοφάνερη. Πρώτος ο Καρτέσιος παρατήρησε ότι τα χρώµατα στο ουράνιο τόξο έµοιαζαν µ’ εκείνα που προέρχονταν από ένα πρίσµα. Αυτό ήταν και το πρώτο βήµα. Ακολούθησε η κατασκευή οπτικών οργάνων, η εφεύρεση του τηλεσκοπίου, ο Νόµος της Διάθλασης. Το ευφυές µυαλό του Νεύτωνα βοήθησε στη θεµελίωση της ερµηνείας ότι το ηλιακό φως είναι σύνθετο και αποτελείται από επτά βασικά χρώµατα µε τις άπειρες αποχρώσεις του.

…γιατί τόσο συζήτηση για τη «διπλή» ζωή του φωτός;
Α: Ο Huygens πίστευε ότι το φως διαθέτει µια διπλή όψη: άλλοτε εµφανίζεται σαν σωµάτιο και άλλοτε σαν κύµα. Αυτή η υπόθεση δεν άρεσε στο Νεύτωνα και ξεσπά διαµάχη µεταξύ των δυο µεγάλων ανδρών. Πρέπει να περιµένουµε αρκετά χρόνια για να συνειδητοποιήσει η ανθρωπότητα, πως τα φωτεινά φαινόµενα υπακούουν στη δική τους λογική, εντελώς διαφορετική από τα διάφορα διανοητικά κατασκευάσµατα του ανθρώπινου νου. Ο δυϊκός αυτός χαρακτήρας του φωτός είναι κάτι αδιανόητο, κάτι ασύλληπτο για τον άνθρωπο. Γιατί, πώς µπορούµε να δεχτούµε ένα γεγονός που είναι ταυτόχρονα σωµάτιο, δηλαδή µια οντότητα µε καθορισµένα όρια µέσα στο χώρο και ταυτόχρονα και κύµα, δηλαδή µια ταλάντωση που δεν περιορίζεται από το χώρο! Αυτή η παραδοξολογία µετεξέλιξε τη Φυσική στην μοντέρνα Φυσική, για την οποία είµαι ιδιαίτερα υπερήφανος.

 

Solvay conference (1922), μια απο τις πιο διάσημες φωτογραφίες
με τους πιο διάσημους φυσικούς όλων των εποχών.

…τελικά τι είναι το Φως;
Α: Αν θέλεις να προσθέσω τη δική µου εκδοχή περί φωτός, θα σου έλεγα το εξής: πενήντα χρόνια έντονου προβληµατισµού, δεν έχω καταλήξει ακόµη στο τί είναι το φως. Βεβαίως κάθε οπαδός του ισχυρίζεται ότι ξέρει την απάντηση. Όµως πλανάται.

… πιστεύω πώς ο ηλεκτρισµός έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην ερµηνεία του, σωστά!
Α: Πατέρας του Ηλεκτρισµού χαρακτηρίζεται ο William Gilbert (1544-1603), που ανακάλυψε πώς ο ηλεκτρισµός είναι ένα γενικότερο φαινόµενο και δεν περιορίζεται µόνο στις παρατηρήσεις των αρχαίων Ελλήνων. Ο Benjamin Franklin (1706-1790) έκανε σειρά πειραµάτων, διαπίστωσε ότι τα ηλεκτρικά φορτία είναι δυο ειδών και τα ονόµασε αντίστοιχα, θετικά και αρνητικά. Παρατήρησε ότι η αστραπή δεν είναι φωτιά, αλλά µία µορφή ηλεκτρικής εκκένωσης. Ένας από τους σηµαντικούς πρωτοπόρους του ηλεκτρισµού ήταν ο γάλλος φυσικός Charles Coulomb (1736-1806), που ανήγαγε τον ηλεκτρισµό και µαγνητισµό από παραδοσιακή φιλοσοφία σε θετική επιστήµη. Ο Luigi Galvani (1737-1798) ανακάλυψε το φαινόµενο του ζωικού ηλεκτρισµού, αφού διατύπωσε πρώτα την άποψη ότι οι συσπάσεις των ποδιών ενός βατράχου οφείλονταν στο ηλεκτρικό φορτίο, που παρήγαγαν οι µύες ή τα νεύρα του ζώου. Ο Alessandro Volta (1745-1827) πειραµατίστηκε οµοίως και οδηγήθηκε στο συµπέρασµα, ότι για να συλλέξει αρκετό φορτίο χρειαζόταν έναν υγρό αγωγό. Είχε τη φαεινή ιδέα να αντικαταστήσει το βάτραχο µε ανόργανη ύλη. Έτσι, ανακάλυψε έναν πρακτικό τρόπο αποθήκευσης του ηλεκτρικού φορτίου και εφεύρε την µπαταρία, από την οποία αναπτύχθηκαν πολλές εφευρέσεις στην ηλεκτρική τεχνολογία. Ο James Clerk Maxwell (1831-1879) µπόρεσε να ενοποιήσει όλες τις γνωστές θεωρίες της εποχής εκείνης σε µία µαθηµατική έκφραση δηµιουργώντας τις περίφηµες εξισώσεις του! Οι εξισώσεις αυτές περιγράφουν τους θεµελιώδεις νόµους, που καθορίζουν τη συµπεριφορά των ηλεκτρικών και µαγνητικών πεδίων. Η θεωρία του πρόβλεψε την ύπαρξη των ηλεκτροµαγνητικών κυµάτων, που διαδίδονται στο κενό µε την ταχύτητα του φωτός. Θεωρία, η οποία επαληθεύτηκε από το γερµανό φυσικό Heinrich Rudolph Hertz (1857-1894), που παρήγαγε και ανίχνευσε ηλεκτροµαγνητικά κύµατα, πρόδροµοι των οποίων είναι το ραδιόφωνο, η τηλεόραση, το ραντάρ και οι δορυφορικές επικοινωνίες, από ότι γνωρίζεις εσύ καλλίτερα από µένα!

 

νυκτερινές λήψεις στο μαγευτικό νυκτερινό Βερολίνο

Κατά τα τέλη του 19ου αιώνα φάνηκε να είχαν επιλυθεί όλα τα προβλήµατα της Φυσικής και ότι πιθανόν είχε ολοκληρωθεί ο κύκλος της επιστηµονικής αναζήτησης. Όµως, τί ανέτρεψε την εντύπωση αυτήν;
Α: Το πείραµα του Michelson (1881) βεβαίως, το οποίο έδειξε ότι η ταχύτητα του φωτός έχει µία σταθερή τιµή που δεν εξαρτάται από την κατεύθυνση ή την κίνηση του παρατηρητή, με άλλα λόγια, ότι το φως ταξίδευε προς όλες τις κατευθύνσεις µε την ίδια ταχύτητα και συνεπώς ο αιθέρας δεν είχε νόηµα ύπαρξης. Βάσει αυτής της πειραµατικής διαπίστωσης ανέπτυξα την Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας. Παράλληλα, µε όργανα φασµατοσκοπίας δόθηκε η δυνατότητα σε επιστήµονες να εµβαθύνουν στη δοµή της ύλης. Με ένα πλούσιο επιστηµονικό αρχείο, προερχόµενο από το 18. και 19. αιώνα µε τις περίφηµες φασµατικές αναλύσεις των Kirchoff (1824-1887), Bunsen (1811-1899) και άλλων σπουδαίων πρωτεργατών της Οπτικής, µπόρεσαν µεταγενέστεροι ερευνητές, όπως οι Balmer (1825–1898), Paschen (1865–1947), Runge (1856–1927) κ.ά. να µετρήσουν το µήκος κύµατος του εκπεµπόµενου φωτός από διεγερµένα άτοµα.

Ένα από τα θεµελιώδη προβλήµατα, στις αρχές του 20. αιώνα, ήταν η ερµηνεία της εκποµπής ακτινοβολίας ενός µέλανος σώµατος κατά τη θέρµανσή του. Το πρόβληµα αυτό ήταν για πολύ καιρό άλυτο, σωστά!
Α: Το µέλαν σώµα αποτελεί ένα ιδανικό µοντέλο της ύλης, που επινοήθηκε για να διευκολύνει τη µελέτη της θερµικής ακτινοβολίας των πραγµατικών σωµάτων. Έχουµε πολλά ανάλογα παραδείγµατα. Το ανθρώπινο σώµα εκπέµπει θερµική ακτινοβολία που προσεγγίζει το µέλαν σώµα. Η λάβα είναι επίσης ένα χαρακτηριστικό παράδειγµα εκποµπής θερµικής ακτινοβολίας, η θερµοκρασία της οποίας µπορεί να υπολογιστεί από το χρώµα πυράκτωσής της. Ο Ήλιος και οι µαύρες τρύπες του διαστήµατος µπορεί επίσης να θεωρηθούν µέλανα σώµατα. Στα τέλη του 19. αιώνα, η ακτινοβολία του µέλανος σώµατος είχε µελετηθεί κυρίως από τους Rayleigh και Jeans στηριζόµενοι στην αντίληψη της κλασικής Φυσικής. Οι υπολογισµοί κατέληξαν σε αδιέξοδο. Η ασυµφωνία µεταξύ πειραµατικών και θεωρητικών δεδοµένων παρέµεινε στην ιστορία ως "καταστροφή στο υπεριώδες" και αποδείκνυε την αδυναµία της κλασικής Φυσικής να ερµηνεύσει την ακτινοβολία του µέλανος σώµατος. Αυτός που κατόρθωσε να µελετήσει και να εξηγήσει πλήρως την «ασυµφωνία» ήταν ο αγαπηµένος µου Max Planck, ο οποίος ερµήνευσε το φαινόµενο εµπειρικά και κατέληξε στην κβάντωση της ενέργειας. Η ανακάλυψη αυτή, που ο ίδιος ο δηµιουργός της αποκάλεσε «πράξη προς αµφισβήτηση», επειδή πίστευε ότι προκάλεσε ανεπανόρθωτο πλήγµα στο οικοδόµηµα της κλασικής Φυσικής, παριστά την ηµεροµηνία γέννησης της σύγχρονης Φυσικής. Νεαρός τότε καθηγητής του Πανεπιστηµίου του Βερολίνου και φίλος µου, Max Planck, υπέθεσε ότι η εκποµπή ακτινοβολίας γινόταν κατά συγκεκριµένες ποσότητες ενέργειας, τις οποίες ονόµασε κβάντα. Κατά τους υπολογισµούς του, η θεωρία απαιτούσε την εισαγωγή µιας νέας σταθεράς, που τη συµβόλισε ως h και την ονόµασε σταθερά του Planck. Η θεωρία του Planck επιβεβαιώθηκε αργότερα στην ερµηνεία του φωτοηλεκτρικού φαινοµένου. Σύντοµα, αντιληφτήκαµε ότι η σταθερά του Planck σχετιζόταν µε τη δοµή των ατόµων.

 

Στο Πριστον των ΗΠΑ

…δοµή των ατόµων είπες… Αναµφίβολα, οι ιδέες αυτές θα είχαν µεγάλη επιρροή σε µεταγενέστερες θεωρίες, σωστά!
Α: Οι ιδέες αυτές κίνησαν το ενδιαφέρον των Niels Bohr (1885-1962) και Arnold Sommerfeld (1868-1951), που ήταν σε θέση να εξηγήσουν τις φασµατικές γραµµές του υδρογόνου µε την παραδοχή ότι τα ηλεκτρόνια κινούνταν σε ειδικές τροχιές, που καθορίζονταν από τη σταθερά του Planck. Στο ατοµικό µοντέλο του Bohr ήρθε ο Louis deBroglie (1892-1987) να προσθέσει τη δική του συµµετοχή υποθέτοντας ότι το ηλεκτρόνιο αντιστοιχούσε σε στάσιµο κύµα. Ο Erwin Schrödinger (1887-1961), καθηγητής του Πολυτεχνείου Ζυρίχης, παρουσίασε µία εικόνα του έργου του de Broglie χρησιµοποιώντας µια κυµατική συνάρτηση, που την συµβόλισε µε Ψ. Στη συνέχεια διατύπωσε µία εξίσωση για τη συνάρτηση Ψ, που θεωρείται σήµερα µία από τις πιο διάσηµες επιστηµονικές εξισώσεις. Κατ’ αυτόν τον τρόπο έθεσε τα θεµέλια µιας νέας περιγραφής του ατόµου και του φωτός (που βασιζόταν στον κυµατικό χαρακτήρα), την οποία καλούµε σήµερα κβαντοµηχανική. Στα 1926 ο Max Born (1882-1970) καθηγητής του Πανεπιστηµίου του Göttingen, αποφάνθηκε ότι η κυµατοσυνάρτηση δεν αντιπροσώπευε το ίδιο το ηλεκτρόνιο, αλλά αποτελούσε ένα νέφος πιθανοτήτων, που δίνει την πιθανότητα µιας θέσης να βρίσκεται εκεί το ηλεκτρόνιο την επόµενη χρονική στιγµή, με άλλα λόγια: το ηλεκτρόνιο είναι µεν σωµάτιο, αλλά η κίνησή του δεν ακολουθεί κάποια τροχιά! Η θεωρία αυτή, µπορεί να ηχεί δύσκολα στο αυτί των απλών ανθρώπων, είναι αποδεκτή όµως µέχρι τις ηµέρες σου. 

 

Friedrichpalast, το περίφημο θέατρο

Σήµερα, ο κλάδος της Φυσικής που βασιλεύει στη ατοµική δοµή είναι η Κβαντική Ηλεκτροδυναµική (QED). Τι είναι ακριβώς αυτή µε το παράξενο όνοµα;
Α: Θα ήθελα να σε εντυπωσιάσω µε την τεράστια έκταση των φαινοµένων µε τα οποία ασχολείται η QED, καλύτερα όµως να το διατυπώσω ανάποδα: η θεωρία αυτή περιγράφει όλα τα φαινόµενα του φυσικού κόσµου εκτός από αυτά της βαρύτητας και της ραδιενέργειας και µάλιστα µε µεσολαβητή το ίδιο το φως, που σήµερα αποκαλούµε φωτόνιο. Τα παραδείγµατα δεν έχουν τέλος. Από την εκτόξευση ενός πυραύλου µέχρι τη λειτουργία µιας ηλεκτρικής ξυριστικής µηχανής. Τους επιστήµονες απασχολούσε ένα πολύ σοβαρό ερώτηµα: υπάρχει µια θεωρία που µπορεί να κάνει όλη τη δουλειά, δηλαδή µία θεωρία των Πάντων; Αυτό το ερώτηµα απαντήθηκε µε την QED που αποτελεί ένα πρότυπο για νέες θεωρίες (π.χ. Θεωρία των Χορδών) που επιχειρούν να ερµηνεύσουν τα πυρηνικά φαινόµενα, όσα δηλαδή συµβαίνουν µέσα στον πυρήνα του Ατόµου. Να ανακαλύψουµε ενδότερα την ατοµική δοµή της ύλης.

Ποίος είναι ο λόγος που η QED «βασιλεύει» παντού, θεωρείται καλά δοµηµένη και αποτελεί κόσµηµα της Φυσικής!
Α: Εµείς οι φυσικοί ψάχνουµε πάντα να βρούµε αν υπάρχει κάποιο ψεγάδι σε µια θεωρία. Αυτό είναι εξαιρετικά ενδιαφέρον, γιατί όταν ανακαλύπτουµε κάτι παράξενο, το ζήτηµα αρχίζει να αποκτά µεγάλο ενδιαφέρον. Να σου θυµίσω, ότι στις αρχές του 2000 δηµοσιεύθηκε στο διεθνή τύπο µία εντυπωσιακή είδηση. Οµάδα αµερικανών επιστηµόνων ανακάλυψε ότι ένας παλµός Laser αναπτύσσει µεγαλύτερη ταχύτητα από την ταχύτητα του φωτός, όταν διέλθει µέσα από ατµούς Καισίου. Το εκπληκτικό αυτό γεγονός ήγειρε αµέσως τείχη αµφισβήτησης, καθόσον είναι γνωστό από την Θεωρία µου (Σηµ. εννοεί την Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας), ότι καµία ανθρώπινη επέµβαση δεν θα µπορούσε να προκαλέσει τέτοιου είδους φαινόµενα. Προσπάθειες για την «ιστορική» υπέρβαση δεν είναι µόνο πρόσφατες. Τέτοιου είδους επιχειρήµατα, µε ανάλογες επιστηµονικές συζητήσεις, είχαν επαναληφθεί και στα µέσα της δεκαετίας του ΄60 χωρίς όµως θεαµατικά αποτελέσµατα και είχαν καλύψει το φλέγον θέµα µέχρι τις αρχές του ΄70. Ας επανέλθω στο ερώτηµά σου…. μέχρι στιφμής δεν βρήκαµε κανένα λάθος στην QED. Θα έλεγα µάλιστα ότι αυτή η θεωρία είναι το πολυτιµότερο απόκτηµα-εργαλείο που διαθέτει η επιστηµονική κοινότητα, κόσµηµα της Φυσικής, όπως σωστά το διετύπωσες.

 

το περίφημο Μετρό της πόλης, επίκεντρο διαφωνιών στην εποχή του ψυχρού πολέμου

Σε ποιόν οφείλεται αυτή η απλοποίηση της QED και µάλιστα κατά τέτοιο τρόπο που να την καταλαβαίνει και ο παππούς µου;
Α: Η απλοποίηση αυτών των περίπλοκων ιδεών και θεωριών οφείλεται κυρίως στον περίφηµο Φυσικό Richard Feynman, τον οποίο θεωρώ µνηµειώδη φυσιογνωµία στο χώρο της Φυσικής για τον τρόπο της µετάδοσης των γνώσεων και µάλιστα σε µη ειδικευµένο κοινό. Η περιγραφή των θεωριών ξεκίνησε µε τη µορφή διαλέξεων (Σηµ. εννοεί τις Feynman Lectures on Physics), κάθε µια από τις οποίες ο Richard θεωρούσε ως περιπέτεια στα άδυτα της Επιστήµης. Και η Επιστήµη τού το ανταπόδωσε. Τον τίµησε µε το βραβείο Νόµπελ (1965). Δυστυχώς όµως πέθανε σε κάποια ηλικία που θα µπορούσε ακόµη να προσφέρει µε τη µαγεία του λόγου του και να παίζει το αγαπηµένο του όργανο, το µπόνγκο.

 

memories (2011)

Άλπερτ, όταν ο Καβάφης ήθελε να αποχωρήσουν οι επισκέπτες του, απλώς έσβηνε το κερί που φώτιζε το χώρο. Τώρα που ήλθε η ώρα του αποχαιρετισµού, µε ποιο τρόπο θα µε αποχαιρετίσεις;

Α: με το ίδιο το φως. Όµως εγώ δεν θα το σβήσω αλλά θα το ανάψω ακόµη περισσότερο για να φωτίζει τον ανθρώπινο νου και στο µέλλον. Η ζωή ας ακτινοβολεί φως για να µπορέσουµε να ερµηνεύσουµε τη φύση των πραγµάτων, επειδή η Φύση ξέρει να κρατά καλά φυλαγµένα τα µυστικά της. Να πας στο καλό.....!!

...και πήγα και έτρεξα το μαραθώνιο της πόλης (2023)

Πρόκειται για ένα φανταστικό διάλογο µε το διασηµότερο φυσικό του προηγούµενου αιώνα. Οι ερωτοαπαντήσεις είχαν ως σκοπό να αναδείξουν την ιστορία, βασικά τη διαχρονική  εξέλιξη,  των Φυσικών Επιστημών από  την  Αρχαιότητα µέχρι τις ηµέρες µας, κατά ένα αφηγηµατικό, όχι απαραίτητα επιστηµονικό λόγο για να είναι περισσότερο κατανοητός και γλαφυρός. Ελπίζω να το πέτυχα.