Φυσική - Ο Νιλς Μπορ και η κβαντική επανάσταση

Φέτος κλείνει ένας αιώνας απ’ όταν δημοσιεύτηκαν, τον Νοέμβριο του 1913, οι έρευνες του νεαρού Δανού φυσικού Νιλς Μπορ για το άτομο του υδρογόνου. Οι ανακαλύψεις του αποτέλεσαν την πρώτη σαφή επιβεβαίωση της μεγάλης εξηγητικής δύναμης και της παραγωγικότητας της κβαντικής προσέγγισης. Μιας ανοίκειας και αντιδιαισθητικής προσέγγισης της φυσικής πραγματικότητας που, έκτοτε, άλλαξε ριζικά την εικόνα μας για τον μικρόκοσμο (και όχι μόνο).
Η συμβολή του Μπορ (1885-1962) ήταν καθοριστική τόσο για τη γέννηση και την οριστική διαμόρφωση της κβαντομηχανικής όσο και για την ερμηνεία της: η περίφημη ερμηνεία της «σχολής της Κοπεγχάγης».

Σκεφτήκαμε λοιπόν ότι θα έπρεπε να αφιερωθούμε σε αυτόν τον μεγάλο θεωρητικό φυσικό και το έργο του. Για τον σκοπό αυτό ζητήσαμε τη συμβολή δύο καταξιωμένων μελετητών της κβαντικής περιπέτειας στη φυσική: του Στέφανου Τραχανά και του Θόδωρου Αραμπατζή. Και οι δύο δέχτηκαν, με μεγάλο ενθουσιασμό, να συμμετάσχουν σε αυτό το ιδιότυπο «επετειακό πάρτι» προς τιμήν του δημιουργού μίας από τις πιο ανατρεπτικές ιδέες της σύγχρονης επιστήμης.

Δύο συνεντεύξεις για τα 100 χρόνια από την εισαγωγή του κβαντικού μοντέλου εξήγησης στον μικρόκοσμο

Γράφει ο Σπύρος Μανουσέλης

Ο πανεπιστημιακός δάσκαλος Στέφανος Τραχανάς μάς αποκαλύπτει κάποιες ενδιαφέρουσες πτυχές του επιστημονικού έργου αλλά και της προσωπικότητας του πατέρα της κβαντικής φυσικής.

• Ποιος και κυρίως πώς ήταν ως άνθρωπος ο Νιλς Μπορ;

«Σε αντίθεση με τον Αινστάιν που πολέμησε με πάθος την πιθανοκρατική ερμηνεία -είναι πασίγνωστη η φράση του «Ο θεός δεν παίζει ζάρια με τον κόσμο»-, ο Μπορ υπήρξε ο κατεξοχήν εκφραστής και υπερασπιστής της», υποτστηρίζει ο Σ. Τραχανάς.

Ο Νιλς Μπορ γεννήθηκε στην Κοπεγχάγη από «ακαδημαϊκή οικογένεια», όπως και άλλοι επιφανείς φυσικοί (Μ. Πλανκ, Α. Κόμπτον, Β. Χάιζενμπεργκ κ.ά.). Ο πατέρας του, Κρίστιαν Μπορ, ήταν καθηγητής φυσιολογίας, γνωστός για ένα ιατρικό φαινόμενο που φέρει το όνομά του. Και αυτήν την παράδοση τη συνέχισε και ο γιος τού Νιλς, Ααγκε Μπορ, που όχι μόνο έγινε κι αυτός φυσικός, αλλά πήρε επίσης το βραβείο Νόμπελ το 1975 για τη δουλειά του στην πυρηνική φυσική.

Εκτός από εξαιρετικός θεωρητικός φυσικός, ο Νιλς Μπορ ήταν και μεγάλο ποδοσφαιρικό ταλέντο (έπαιζε «επαγγελματικά» σε ομάδα της Δανίας στη θέση του τερματοφύλακα). Ομως εξίσου αξιοθαύμαστες ήταν και οι επιδόσεις του στην τεχνική ορειβασία. Εκπληκτος ένας αστυνομικός σε νυχτερινή περιπολία στην Κοπεγχάγη είδε ξαφνικά τον διάσημο καθηγητή σκαρφαλωμένο στον τοίχο ενός τραπεζικού καταστήματος να εξηγεί στην υπόλοιπη παρέα των φυσικών του Ινστιτούτου Θεωρητικής Φυσικής πόσο εύκολο είναι να ληστέψει κανείς μια… τράπεζα!

Πασίγνωστη στους επισκέπτες του Ινστιτούτου ήταν η χαλαρή και εγκάρδια ατμόσφαιρα φιλοξενίας που δημιουργούσε ο οικοδεσπότης τους, το μοναδικό χιούμορ του και η αγάπη του για τα… γουέστερν.

• Πώς το έργο και η προσωπικότητα του Μπορ συνέβαλαν στη διαμόρφωση της σύγχρονης φυσικής;

Ο Μπορ είναι ο πρώτος που είδε το πρόβλημα της ατομικής σταθερότητας ως το κεντρικό μυστήριο του μικρόκοσμου και συνειδητοποίησε ότι η μόνη παραδοχή που θα μπορούσε να το εξηγήσει ήταν η παραδοχή της «κβάντωσης». Οτι δηλαδή τα ατομικά ηλεκτρόνια μπορούν να υπάρχουν μόνο σ’ ένα διακριτό σύνολο ενεργειακών καταστάσεων και ότι η μετάβαση από τη μία στην άλλη είναι δυνατή μόνο με κβαντικά άλματα.

Η κατανόηση της κβάντωσης ως του θεμελιώδους μηχανισμού για την εξήγηση του μυστηρίου της ατομικής σταθερότητας αποτελεί την κατεξοχήν συμβολή τού Μπορ στην ατομική φυσική και επίσης ακρογωνιαίο λίθο όλου του κβαντικού οικοδομήματος.

Ειδικότερα για το άτομο του υδρογόνου ο Μπορ κατάφερε, το 1913, να συναγάγει όλα τα παρατηρήσιμα χαρακτηριστικά του (μέγεθος, έργο ιοντισμού, φασματικές γραμμές) με την απλούστατη παραδοχή ότι «επιτρέπονται μόνο εκείνες οι κυκλικές τροχιές για τις οποίες η στροφορμή του ηλεκτρονίου είναι ακέραιο πολλαπλάσιο της σταθεράς του Πλανκ. Για τη δουλειά του στο άτομο του υδρογόνου ο Μπορ τιμήθηκε το 1922 με το βραβείο Νόμπελ φυσικής.

Ομως ο Μπορ υπήρξε επίσης καθοριστική μορφή στη διαμόρφωση της σύγχρονης κβαντομηχανικής και κυρίως της φυσικής ερμηνείας της, γνωστής σήμερα ως η «σχολή της Κοπεγχάγης». Και το Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης, που ίδρυσε προς τιμήν του η δανική κυβέρνηση (με χρηματοδότηση από την εταιρεία Carlsberg), λειτούργησε ως το βασικό στρατηγείο της κβαντικής επανάστασης με αδιαφιλονίκητο «στρατηγό» τον ίδιο τον Μπορ.

Ολοι οι πρωταγωνιστές αυτής της «ηρωικής εποχής» –Χάιζενμπεργκ, Σρέντινγκερ, Πάουλι, Ντιράκ και πολλοί άλλοι– περνούσαν τακτικά από την Κοπεγχάγη για να συζητήσουν με τον Μπορ πάνω στα θεμελιώδη ζητήματα που έφερε στην επιφάνεια η πιθανοκρατική ερμηνεία των υλικών κυμάτων και η συναφής με αυτήν αρχή της απροσδιοριστίας.

Σε αντίθεση με τον Αϊνστάιν που πολέμησε με πάθος την πιθανοκρατική ερμηνεία –είναι πασίγνωστη η φράση του «ο Θεός δεν παίζει ζάρια με τον κόσμο»–, ο Μπορ υπήρξε ο κατεξοχήν εκφραστής και υπερασπιστής της. Κατά τον Μπορ, ο πιθανοκρατικός χαρακτήρας των κβαντικών νόμων δεν είναι προϊόν ατελούς γνώσης, όπως ισχυριζόταν ο Αϊνστάιν, αλλά ένα θεμελιώδες και μη περαιτέρω εξηγήσιμο χαρακτηριστικό της φύσης στο μικροσκοπικό επίπεδο.

Η επιστημονική διαμάχη ανάμεσα στους δύο άντρες έφτασε στην κορύφωσή της το 1927 στο περίφημο συνέδριο του Σολβέ στις Βρυξέλλες. Παρά τις φιλότιμες προσπάθειες και τις ιδιοφυείς αντιρρήσεις του Αϊνστάιν, το συνέδριο του Σολβέ έληξε με πλήρη επικράτηση της ερμηνείας τού Μπορ και της σχολής της Κοπεγχάγης, ώστε δικαίως σήμερα να θεωρείται ως το ιδρυτικό συνέδριο της νέας μηχανικής.

• Ποια ήταν η σχέση του Μπορ με τον ιδιοφυή μαθητή του Βέρνερ Χάιζενμπεργκ;

Η σχέση του Μπορ με τον Χάιζενμπεργκ –σχέση πνευματικού πατέρα, φίλου και συνεργάτη σε μια μοναδική επιστημονική περιπέτεια– είναι μία από τις πιο ενδιαφέρουσες και δραματικές συνάμα σχέσεις στην ιστορία της επιστήμης. Ο Χάιζενμπεργκ βρισκόταν στην Κοπεγχάγη όταν συνέλαβε την «αρχή της αβεβαιότητας», ενώ το ίδιο διάστημα ο Μπορ επεξεργαζόταν μια δική του εκδοχή του ασυμβίβαστου των εννοιών σωματίδιο και κύμα, γνωστή ως «αρχή της συμπληρωματικότητας».

Ηταν ωστόσο από τότε φανερό ότι οι επιστημονικές προσωπικότητες των δύο αντρών είχαν αρχίσει να αποκλίνουν. Ο Μπορ είχε επιλέξει μια πιο χαλαρή-φιλοσοφική θεώρηση της κβαντικής μηχανικής, ενώ ο Χάιζενμπεργκ μια «σκληρή» θετικιστική προσέγγιση σε στενή επαφή με τα μετρήσιμα «γεγονότα». Αυτό όμως δεν θα επηρεάσει σημαντικά τη σχέση των δύο αντρών, που θα διατηρηθεί σε υψηλό επίπεδο έως τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, όταν οι δύο θα βρεθούν, ερήμην τους, σε αντίπαλα στρατόπεδα.

Ο Χάιζενμπεργκ θα γίνει ο επικεφαλής του γερμανικού ατομικού προγράμματος για τη «βόμβα», ενώ ο Μπορ θα δραπετεύσει το 1943 από την κατεχόμενη Δανία για να πάρει μέρος στο αντίστοιχο αμερικανικό πρόγραμμα, το γνωστό Manhattan project. Ωστόσο τον Σεπτέμβριο του 1941 συμβαίνει ένα από τα πιο «σκοτεινά» περιστατικά στην ιστορία της σχέσης των δύο αντρών. Ο Χάιζενμπεργκ επισκέπτεται μυστικά την Κοπεγχάγη και συναντάται με τον Μπορ σε μια προσπάθεια –σύμφωνα με την εκδοχή του Χάιζενμπεργκ– να έλθει σε κάποια συνεννόηση μαζί του, ώστε να αποτρέψουν από κοινού την ανάπτυξη αυτού του καταστροφικού υπερόπλου και από τις δύο πλευρές. Ο Μπορ δεν μίλησε ποτέ γι’ αυτήν τη συνάντηση αλλά, απ’ ό,τι εικάζεται, η έκβασή της ήταν μάλλον ιδιαίτερα οδυνηρή και για τους δύο.

Ο Χάιζενμπεργκ συνέχισε να είναι επικεφαλής του γερμανικού προγράμματος –προσπαθώντας να το στρέψει περισσότερο προς την παραγωγή ενέργειας παρά προς τη βόμβα (όπως ισχυρίζεται ο ίδιος)– ενώ ο Μπορ θα βρεθεί τελικά στις Ηνωμένες Πολιτείες ως σύμβουλος του αντίστοιχου αμερικανικού προγράμματος, το οποίο όμως είχε ήδη περάσει στα χέρια μιας πολύ νεότερης γενιάς με λιγότερες ηθικές αναστολές απ’ ό,τι η προηγούμενη.

Συνοψίζοντας, φέτος τον Νοέμβριο έκλεισαν 100 χρόνια από τη δημοσίευση της πρωτοποριακής έρευνάς του για το άτομο του υδρογόνου. Και τα όσα ακολούθησαν, ίσως η μεγαλύτερη χιονοστιβάδα επιστημονικών ανακαλύψεων στην ανθρώπινη ιστορία, αποτελούν την ύψιστη τιμή για τον Νιλς Μπορ και το έργο του.


……………………………………………………………………………………..

Ποιος είναι


Ο Στέφανος Τραχανάς είναι μέλος του επιστημονικού προσωπικού του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Ερευνας και διευθυντής των Πανεπιστημιακών Εκδόσεων Κρήτης. Σπούδασε μηχανολόγος-ηλεκτρολόγος στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο και έκανε μεταπτυχιακές σπουδές στη θεωρητική φυσική στο Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών «Δημόκριτος» και στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ. Συγγραφέας πολυάριθμων και πολύ αξιόλογων βιβλίων με θέμα κυρίως την Κβαντομηχανική. Μεγάλο ενδιαφέρον έχουν και τα φετινά διαδικτυακά του μαθήματα με τίτλο «Εισαγωγή στην Κβαντική Φυσική», που το Πανεπιστήμιο Κρήτης προσφέρει δωρεάν σε όλους τους Ελληνες. Για περισσότερες πληροφορίες: https://opencourses.physics.uoc.gr/


………………………………………………………………………………………………………………………………..


Μια ιστορική-επιστημολογική αποτίμηση του έργου του Μπορ

Στη συνέντευξη που ακολουθεί, ο ιστορικός της φυσικής και επιστημολόγος Θόδωρος Αραμπατζής εξηγεί τη συνεισφορά του Μπορ στην κβαντική επανάσταση, καθώς και γιατί μεγάλοι φυσικοί, όπως ο Αϊνστάιν, ενώ συνέβαλαν στη δημιουργία της, τελικά την πολέμησαν με πάθος.

• Ποιος ήταν ο ρόλος του ατομικού μοντέλου που πρότεινε ο Νιλς Μπορ, τον Νοέμβριο του 1913, στην ανάδυση της κβαντικής φυσικής;

Ο Μπορ συζητά με τον Αινστάιν. 

Ο τελευταίος πίστευε ότι «η κβαντική μηχανική ήταν μια προσωρινή θεωρία που επρόκειτο να ξεπεραστεί με την πρόοδο της φυσικής. Η στάση του αυτή αντανακλούσε τη βαθιά του πίστη στην αρχή της αιτιότητας», διευκρινίζει ο Θ. Αραμπατζής

Το μοντέλο του Μπορ ήταν επαναστατικό διότι εισήγαγε την κβαντική ασυνέχεια στη μελέτη της δομής του ατόμου. Ταυτόχρονα όμως βασιζόταν στην κλασική φυσική: στη νευτώνεια μηχανική και στον κλασικό ηλεκτρομαγνητισμό. Αυτό είναι κάτι σύνηθες στις επιστημονικές επαναστάσεις. Οταν ο Κοπέρνικος, για παράδειγμα, εισήγαγε το ηλιοκεντρικό σύστημα, διατήρησε αυτούσιο τον μαθηματικό εξοπλισμό της πτολεμαϊκής θεωρίας, που ήταν γεωκεντρική.

Για να επιστρέψουμε στον Μπορ, αυτό που διακρίνει το μοντέλο του ατόμου που πρότεινε το 1913 είναι, αν μου επιτραπεί η έκφραση, μια ελευθεριάζουσα προσέγγιση, μια λογική του τύπου «ο σκοπός αγιάζει τα μέσα». Ενώ χρησιμοποιούσε στοιχεία της κλασικής φυσικής για να καθορίσει τις τροχιές του ηλεκτρονίου στο εσωτερικό του ατόμου, ταυτόχρονα παραβίαζε βασικές αρχές της. Η κλασική μηχανική συνεπαγόταν ότι ένα πλανητικό μοντέλο του ατόμου, όπως αυτό του Μπορ, θα αντιμετώπιζε προβλήματα μηχανικής ευστάθειας. Επίσης, σύμφωνα με την κλασική ηλεκτρομαγνητική θεωρία, το ηλεκτρόνιο θα έπρεπε να ακτινοβολεί συνεχώς ενέργεια, με αποτέλεσμα την κατάρρευση του κάθε ατόμου. Ο Μπορ ισχυριζόταν ότι οι τροχιές του ηλεκτρονίου στις λεγόμενες «στάσιμες καταστάσεις», οι οποίες καθορίζονταν από το κβάντο δράσης του Πλανκ, ήταν ευσταθείς, χωρίς ωστόσο να μπορεί να εξηγήσει γιατί συνέβαινε αυτό.

Επιπλέον το μοντέλο τού φαινόταν να προσδίδει «ελεύθερη βούληση» στο ηλεκτρόνιο! Η «απόφαση» του ηλεκτρονίου να μεταπηδήσει από μια τροχιά σε μια άλλη δεν υπαγορευόταν από κανέναν νόμο της φυσικής.

Ωστόσο το μοντέλο του Μπορ είχε ορισμένες εντυπωσιακές επιτυχίες. Περιέγραψε με μεγάλη ακρίβεια τα χαρακτηριστικά του φάσματος του υδρογόνου, που ήταν ήδη γνωστά, και προέβλεψε νέα φασματοσκοπικά φαινόμενα που στη συνέχεια επιβεβαιώθηκαν. Για αυτόν τον λόγο το μοντέλο του Μπορ αποτέλεσε τη βάση για την περαιτέρω ανάπτυξη της μικροφυσικής, παρότι πολλοί φυσικοί, όπως ο Σρέντινγκερ, το θεώρησαν «τερατώδες» και «αδιανόητο».

• Πόσο καθοριστική ήταν η συμβολή του Μπορ, και γενικότερα της σχολής της Κοπεγχάγης, στην οριστική διαμόρφωση της κβαντικής μηχανικής;

Το πρώτο στοιχείο της συμβολής του Μπορ στη διαμόρφωση της κβαντομηχανικής ήταν αδιαμφισβήτητα το μοντέλο του για τη δομή του ατόμου. Από το 1913 έως το 1922 τόσο ο Μπορ όσο και άλλοι σημαντικοί φυσικοί, όπως ο Αρνολντ Σόμερφελντ, επεξεργάστηκαν το μοντέλο αυτό, με στόχο να βελτιώσουν την προβλεπτική του ικανότητα και να αντιμετωπίσουν τις εννοιολογικές δυσκολίες του. Ωστόσο αυτές οι προσπάθειες κατέστησαν σαφές ότι η ικανοποιητική ερμηνεία του μικρόκοσμου απαιτούσε ακόμη πιο ριζικές λύσεις χωρίς τον «μεσοβέζικο» χαρακτήρα του μοντέλου του Μπορ.

Από το 1923 έως το 1925-26 η ριζοσπαστικοποίηση πολλών φυσικών, ιδιαίτερα της νεότερης γενιάς, οδήγησε στην πλήρη απόρριψη της κλασικής φυσικής και ορισμένων, έως τότε αυτονόητων, αρχών, όπως ήταν η αρχή της αιτιότητας. Σε αυτή τη δεύτερη φάση της κβαντικής θεωρίας ο Μπορ έπαιξε επίσης σημαντικό θεσμικό και διανοητικό ρόλο. Το 1920 ιδρύει το Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης. Το «Ινστιτούτο του Μπορ», όπως αποκαλείται σήμερα, εξελίχθηκε σύντομα σε ένα από τα πιο σημαντικά ερευνητικά ιδρύματα στη φυσική. Σχεδόν όλοι οι μεγάλοι φυσικοί εκείνης της περιόδου, όπως ο Πάουλι, ο Χάιζενμπεργκ, ο Σρέντιγκερ, και ο Ντιράκ, ήταν τακτικοί επισκέπτες του Ινστιτούτου και επηρεάστηκαν σημαντικά από τον Μπορ, εξ ου και ο όρος «Σχολή της Κοπεγχάγης».

Τέλος, παράλληλα με την οριστική διαμόρφωση της κβαντικής μηχανικής από τους Χάιζενμπεργκ και Σρέντιγκερ, ο Μπορ συνέβαλε ουσιαστικά στην ερμηνεία της νέας θεωρίας. Ενα από τα βασικά χαρακτηριστικά της τελικής ερμηνείας είναι η αρχή της συμπληρωματικότητας, που οφείλεται στον Μπορ. Σύμφωνα με αυτή την αρχή, κλασικές έννοιες όπως το «σωματίδιο» και το «κύμα» αποτελούν συμπληρωματικές όψεις των κβαντικών αντικειμένων, που εκδηλώνονται σε συγκεκριμένες πειραματικές συνθήκες.

• Γιατί ο Αϊνστάιν, ο μεγαλύτερος θεωρητικός φυσικός του εικοστού αιώνα, θεωρούσε την κυρίαρχη ερμηνεία των κβαντικών φαινομένων ανεπαρκή και θεμελιωδώς εσφαλμένη;

Θα ήθελα να θυμίσω ότι ο Αϊνστάιν συνέβαλε ουσιαστικά στη διαμόρφωση της κβαντικής θεωρίας. Το 1905 εισήγαγε την κβαντική ασυνέχεια στην ερμηνεία του φωτοηλεκτρικού φαινομένου. Σε αντίθεση με την κλασική θεώρηση του φωτός ως κύματος, ο Αϊνστάιν υποστήριξε ότι το φως έχει σωματιδιακό χαρακτήρα και αποτελείται από διακριτά «κβάντα» φωτός, τα οποία αρκετά αργότερα ονομάστηκαν φωτόνια. Αυτή, παρεμπιπτόντως, ήταν μια τόσο ρηξικέλευθη πρόταση ώστε ο ίδιος ο Μπορ αρνούνταν να τη δεχτεί έως τα μέσα της δεκαετίας του 1920!

Επίσης ο Αϊνστάιν υποδέχτηκε πολύ θετικά το μοντέλο του Μπορ. Οταν πληροφορήθηκε ότι το μοντέλο είχε οδηγήσει σε καινοφανείς προβλέψεις που είχαν επιβεβαιωθεί, το χαρακτήρισε «κολοσσιαίο επίτευγμα». Τέλος, το 1916 ο Αϊνστάιν εισήγαγε τις πιθανότητες στη μελέτη της δομής του ατόμου, προσδίδοντας μια συγκεκριμένη πιθανότητα σε κάθε μετάβαση ανάμεσα σε δύο στάσιμες καταστάσεις του ατόμου.

Είναι σαφές επομένως ότι ο Αϊνστάιν δεν απέρριπτε εξαρχής την κβαντική θεωρία. Επιπλέον αναγνώριζε ότι η κβαντική μηχανική ήταν μια εσωτερικά συνεπής και πειραματικά επιβεβαιωμένη θεωρία. Αυτό που απέρριπτε κατηγορηματικά, και μέχρι το τέλος της ζωής του, ήταν η ερμηνεία της Κοπεγχάγης. Πιο συγκεκριμένα, πίστευε ότι ο πιθανοκρατικός χαρακτήρας της κβαντικής θεωρίας δεν αντανακλούσε την εγγενή τυχαιότητα της φύσης, αλλά αποτελούσε αδυναμία της θεωρίας και ένδειξη της μη πληρότητάς της.

Η κβαντική μηχανική, σύμφωνα με τον Αϊνστάιν, ήταν μια προσωρινή θεωρία που επρόκειτο να ξεπεραστεί με την πρόοδο της φυσικής. Η στάση του αυτή αντανακλούσε τη βαθιά του πίστη στην αρχή της αιτιότητας. Ολες και όλοι έχουμε ακούσει τη διάσημη ρήση του Αϊνστάιν ότι «ο Θεός δεν παίζει ζάρια με τον κόσμο».

• Πώς είναι δυνατό δύο γίγαντες της σύγχρονης φυσικής, όπως ο Αϊνστάιν και ο Μπορ, να διαφωνούν τόσο ριζικά για την «πραγματική» φύση των μικροφυσικών φαινομένων, χωρίς να καταφέρουν ποτέ να βρουν έναν κοινό τρόπο (μεθοδολογικά) και τόπο (φυσική περιγραφή) για να συνεννοηθούν για ένα τόσο θεμελιώδες ζήτημα;

Το ερώτημα είναι σημαντικό, αλλά θα ήθελα να αμφισβητήσω μια παραδοχή που προϋποθέτει. Γιατί άραγε μας προξενεί εντύπωση η διχογνωμία του Αϊνστάιν και του Μπορ; Ισως επειδή θεωρούμε δεδομένο ότι στη σύγχρονη επιστήμη δεν είναι δυνατόν να υπάρχουν ριζικές διαφωνίες σχετικά με την ορθότητα μιας θεωρίας για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα. Η πιστή τήρηση της επιστημονικής μεθοδολογίας υποτίθεται ότι διασφαλίζει τη συναίνεση των μελών της επιστημονικής κοινότητας, τουλάχιστον από ένα σημείο και μετά, αφού δηλαδή συλλεχθούν τα απαραίτητα πειραματικά δεδομένα για την επικύρωση ή τη διάψευση της συγκεκριμένης θεωρίας.

Η ιστορική πραγματικότητα όμως είναι συχνά διαφορετική. Οπως αναφέρει ένας από τους πρωτεργάτες της κβαντικής θεωρίας, ο Μαξ Πλανκ, στην Επιστημονική Αυτοβιογραφία του, «μια νέα επιστημονική αλήθεια δεν θριαμβεύει επειδή πείθει τους αντιπάλους της και τους κάνει να δουν το φως, αλλά μάλλον επειδή οι αντίπαλοί της τελικά πεθαίνουν και μεγαλώνει μια νέα γενιά πού είναι εξοικειωμένη μ’ αυτήν την αλήθεια». Αυτό συνέβη και στην περίπτωση της κβαντικής θεωρίας.

Οχι μόνο ο Αϊνστάιν, αλλά και άλλοι σπουδαίοι φυσικοί, όπως ο Σρέντινγκερ ή ο Ντε Μπρέιγ (de Broglie), δεν δέχτηκαν ποτέ την ερμηνεία της Κοπεγχάγης. Μάλιστα σε νεότερες μελέτες στην ιστορία και φιλοσοφία των επιστημών έχει υποστηριχθεί ότι η επικράτηση της ερμηνείας της Κοπεγχάγης ήταν αποτέλεσμα συγκυριακών παραγόντων που σχετίζονταν με την περιρρέουσα ατμόσφαιρα στην Ευρώπη του Μεσοπολέμου.

Σε κάθε περίπτωση οι διαφωνίες του Αϊνστάιν και του Μπορ αντανακλούν τις φιλοσοφικές πεποιθήσεις τους σχετικά με τη βαθύτερη υφή της πραγματικότητας και τον σκοπό της επιστήμης. Αν λάβουμε υπόψη μας ότι ο Αϊνστάιν και ο Μπορ είχαν διαφορετικές βιογραφικές πορείες, διαμόρφωσαν τη σκέψη τους σε διαφορετικές εκπαιδευτικές, ερευνητικές, και φιλοσοφικές παραδόσεις, η όντως τιτάνια σύγκρουσή τους παύει να φαίνεται τόσο περίεργη. Εξακολουθεί όμως να παραμένει εξαιρετικά γόνιμη πρόκληση για τους ιστορικούς και τους φιλόσοφους της επιστήμης.


……………………………………………………………………………………………………………………………………..

Ποιος είναι


Ο Θόδωρος Αραμπατζής είναι αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Μεθοδολογίας, Ιστορίας και Θεωρίας της Επιστήμης του Πανεπιστημίου Αθηνών, όπου διδάσκει Ιστορία και Φιλοσοφία των Φυσικών Επιστημών. Πήρε το διδακτορικό του από το Πανεπιστήμιο Πρίνστον, ήταν μεταδιδακτορικός υπότροφος του Dibner Institute for the History of Science and Technology στο ΜΙΤ, επισκέπτης ερευνητής στο Max Planck Institute for the History of Science στο Βερολίνο. Είναι συγγραφέας του βιβλίου «Representing Electrons» (University of Chicago Press, 2006), και συν-επιμελητής των τόμων: Ο Αϊνστάιν και η Σχετικότητα (Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2005), «Η Πολιτισμική Ιστορία της Κβαντικής Θεωρίας» (Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2012), «Kuhn’s The Structure of Scientific Revolutions Revisited» (Routledge, 2012). Συνδιευθύνει το διεθνές περιοδικό «Metascience».



Πηγή: Η Εφημερίδα των Συντακτών
Δημοσιεύτηκε στις 22/12/2013