Δευτέρα, 19 Ιανουαρίου 2009

Σχετικά με τις αφανείς αιτίες της εξέγερσης των παιδιών

Κάθε πέντε ώρες, ίσως και πιο συχνά, πεθαίνει το τελευταίο άτομο ενός τουλάχιστον σπάνιου ζωικού είδους. Σ' αυτά τα χαμένα είδη, όπου να 'ναι, θα πρέπει να συμπεριλάβουμε το παιδί. Μάλιστα, η υστερία που εκδηλώνεται στους κόλπους της μοντέρνας δυτικής κοινωνίας γύρω απ' το υποτιθέμενο αίτημα φροντίδας της σωματικής υγιεινής των παιδιών, δεν αποκλείεται να ισοδυναμεί με έναν αποενοχοποιητικό ελιγμό ώστε να συγκαλυφθεί το γεγονός ότι οι ενήλικοι έχουν αρπάξει απ' τα παιδιά την παιδικότητά τους. Συνειδητοποιώντας κανείς τον ολότελα άψυχο ρεαλισμό μιας ταινίας σαν το Elephant, θα μάθει κάτι που γνώριζε ήδη: ότι τα παιδιά εξαφανίζονται σταδιακά απ' τη σκηνή του δυτικού κόσμου, αφήνοντας, στη θέση τους, έναν λαό από ίσκιους.

 ...........

Αυτό ήταν, ασφαλώς, αναμενόμενο. Στην εξαφάνισή του, το μοντέλο της παραδοσιακής οικογένειας συμπαρασύρει ό,τι απέμεινε απ' την παιδική ηλικία και, μαζί, τα τελευταία υπολείμματα αυθόρμητης επιθυμίας για την αυτονόητη κριτική των θεσμών που οι ενήλικοι εξακολουθούν να παριστάνουν ότι σέβονται μολονότι, ολοφάνερα, οι θεσμοί, επί της ουσίας, έχουν εκλείψει. Τα παιδιά μεγαλώνουν αποστηθίζοντας πληροφορίες, σε μια γλώσσα της οποίας οι έννοιες έχουν εκμηδενιστεί, αρχής γενομένης από τον αστερισμό των μεγάλων ιδεών -Θεός, πατρίδα, οικογένεια, αλήθεια, αγάπη κ.λπ., περιλαμβανομένου εννοείται του σχολείου, που έχει σιγήσει και αποσυρθεί υπέρ των φροντιστηρίων. Η αναζωπύρωση της συζήτησης γύρω απ' τα όρια της δυνατότητας να είσαι παιδί προδίδει ότι το νόημα που ενσαρκωνόταν σ' αυτή τη δυνατότητα έχει αποσυντεθεί. Οπου να 'ναι, θα χαθούν και τα ίδια τα παιδιά, καθώς θα θεωρούνται πλέον σαν πιστές μικρογραφίες ενηλίκων, τουτέστιν ατόμων που έχουν αποδεχτεί, μοιρολατρικά, την ανάθεση του σκέπτεσθαι στις μηχανές. Θα ψηφίζουν από τα 11, θα επιδίδονται στο σεξ απ' τα 12 και θα σπουδάζουν απ' τα 13, μόνον που δεν θα πρόκειται ούτε για ψήφο ούτε για σεξ ούτε για σπουδές αλλά για προσποιητές αναπαραγωγές στερεοτύπων συμπεριφοράς προσανατολισμένων στην αμιγή διεκπεραίωση, όπως η γυμναστική, ο περιορισμός των θερμίδων της διατροφής και η εκπαίδευση στα σήματα της τροχαίας. Κάποτε, ο ρόλος των γονέων ήταν να διδάσκουν τους δεκάχρονους να υπάρχουν ακριβώς σαν υποδειγματικοί δεκάχρονοι. Τώρα πρέπει να τους διδάξουν να επωμίζονται την ανώνυμη ατομικότητα μιας δίχως σύνορα οικουμένης όπου οι πάντες καλούνται να αποδείξουν ότι είναι εξίσου επιδέξιοι στον χειρισμό υπολογιστών και όπου η υποκειμενική ζωή, με μια λέξη η ζωή του ψυχισμού, αντικαθίσταται από ένα ευμετάβλητο πλέγμα αναγνωρισμένων δικαιωμάτων και υποχρεώσεων.

 ......................

 

Επομένως δεν είναι άξιον απορίας ότι πληθαίνουν τα πιο απίθανα μέτρα πολιτικά ορθής μέριμνας ούτως ώστε να προστατεύονται πάντοτε τα παιδιά ως πολίτες και ποτέ η παιδικότητα, της οποίας η βαθύτερη, μυστική αλήθεια είχε ανέκαθεν σύμμαχο την τεμπέλικη κλίση στον ρεμβασμό, απ' όπου η δική μου γενιά (η τελευταία) πρόλαβε να αντλήσει την αίσθηση των διακυμάνσεων του εσωτερικού χρόνου. Οι διακυμάνσεις εκείνες υπολογίζονται πλέον σαν αναχρονισμός και τα παιδιά γαλουχούνται στην ακαριαία «επικοινωνία» μέσω των SMS και των ψεκασμών αδρεναλίνης.


 ...........................

 

Με τη σειρά της, η γειτονιά εξαφανίστηκε, οι αλάνες σώζονται σαν ντεκόρ του περασμένου αιώνα και η φιλία τείνει να συμπέσει με τη βαθμολόγηση των στιγμιαίων επαφών μέσω Διαδικτύου. Παράλληλα, τα παιδιά έπαψαν να μαθαίνουν, στα σχολεία, τι σημαίνει μάθηση. Απαντώντας πριν σκεφτούν, έπαψαν να σκέφτονται. Φυσικά, η ηθική δήθεν αντιπαλότητα ανάμεσα στη λογική της εκπαίδευσης και στα πρότυπα ψηφιακής διασκέδασης που κυριαρχούν είναι εκατό τοις εκατό πλαστή. Σχολείο και ηλεκτρονική ψυχαγωγία συνεταιρίζονται στην κοινή περιφρόνηση του χρόνου, που καθίσταται εμπόδιο και πρέπει να παρακαμφθεί ή να κονιορτοποιηθεί σε αμέτρητα μικροκαθήκοντα εξοικείωσης με τον τρόμο της ρευστότητας. Ενημέρωση και βιντεοπαιγνίδι συγκροτούν το ίδιο μέτωπο στη μάχη υπέρ της αποστήθισης. Παντού επικρατεί ένα κλίμα υποτονικού πολεμικού πανικού. Εξειδίκευση και θεάματα, αθλητισμός και διαφήμιση, εθελοντισμός και στατιστική, κινητή τηλεφωνία και λατρεία της συναίνεσης, σεξουαλική απελευθέρωση και συλλογική απάθεια, επαγγελματικός προσανατολισμός και χημικό ντοπάρισμα, multiple choice και καλλιέργεια των ανακλαστικών για την κεραυνοβόλο ανταπόκριση στις αμέτρητες εφήμερες μόδες, όλ' αυτά είναι όψεις μιας κοινής φυγόκεντρου: τα παιδιά εξορίζονται όσο μακρύτερα γίνεται απ' τον «μεταφυσικό» πυρήνα της παιδικής ηλικίας. Η παλιά, ειρωνική υπεροχή της ευαισθησίας τους έναντι εκείνης των ενηλίκων έχει βουβαθεί· αποζημιώθηκε με την ίδρυση της Βουλής των Εφήβων.

........................

 

Λένε πως όλα τα μωρά, λίγο πολύ, μοιάζουν το ένα στο άλλο, όμως σήμερα, καθώς τα παιδιά μεγαλώνουν, που θα πει πως η νηπιακή συγγένεια των χαρακτηριστικών του προσώπου υποχωρεί, είναι οι πατεράδες εκείνοι που αρχίζουν να μοιάζουν μεταξύ τους, από την άποψη ότι μένουν ομοιόμορφα αθέατοι. Γρήγορα κατάφεραν να εξασφαλίσουν συνθήκες, επαγγελματικές ή άλλες, που τους απαγόρευαν να διασταυρώνονται με τα παιδιά τους, εκτός κι αν αυτά παρέλαυναν σαν ωραία δείγματα DNA στις σχολικές γιορτές. Την ώρα που οι φιλόσοφοι και οι ψυχαναλυτές θρηνούσαν για την εξαφάνιση του Πατέρα ως κυρίαρχου θεσμικού και ιστορικού υποκειμένου, ο κάθε φυσικός πατέρας ήταν κιόλας εξαφανισμένος, έχοντας αφήσει, ένοχα, στη θέση του την πιστωτική κάρτα. Συνεπώς, το να μιλάμε για μονογονεϊκές οικογένειες, αναφερόμενοι σ' ένα στατιστικό δεδομένο, αποδεικνύεται παραπλανητικό, άπαξ και οι οικογένειες κατέληξαν ουσιαστικά μονογονεϊκές στο σύνολό τους, με τον πατέρα να περιορίζεται σ' ένα απρόσωπο σημείο αναφοράς των οικονομικών διευθετήσεων. Μοναδική του αγωνία, αν θέλουμε να είμαστε ειλικρινείς, είναι η εκμετάλλευση των ευκαιριών ώστε να απομακρυνθεί απ' τον συναισθηματικό πυρήνα της οικογένειας ακόμη περισσότερο, παύοντας να βλέπει εκείνο που ενσαρκώνουν οι διπλανοί του: δηλαδή την αδιάψευστη υπενθύμιση της αποτυχίας του να συνδεθεί σε βάθος.

 ................................

 

Εντούτοις, το αναπάντητο αίτημα των παιδιών για κάτι που μένει εκτός κατανόησης και που καθησυχάζεται προσωρινά με το να «επιλέγουν» καταναλωτικά δολώματα ή εντολές στην οθόνη του κινητού τηλεφώνου είναι ευδιάκριτο κατά τη διάρκεια όλων των επεισοδίων βίαιης αντίδρασης στην ανία της εκπαίδευσης.

 

Αποσπάσματα από άρθρο του κ.ΕΥΓΕΝΙΟΥ ΑΡΑΝΙΤΣΗ με τίτλο:

"Σχετικά με τις αφανείς αιτίες της εξέγερσης των παιδιών"

Διαβάστε όλο το άρθρο από ΕΔΩ.

Δευτέρα, 12 Ιανουαρίου 2009

Ποιους φυσικούς όρους τα σχολικά, φροντιστηριακά και πανεπιστημιακά βιβλία συνήθως γράφουν λάθος

Ισχυριζόμαστε ότι η φυσική είναι « ακριβής επιστήμη ». Ενώ πασχίζουμε για την μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια στα πειράματα μας, στην τάξη μας ή στα βιβλία μας είμαστε συχνά πολύ λιγότερο ακριβείς. Υπάρχει μια δικαιολογία για τη χρήση λέξεων που σημαίνουν όλες το ίδιο πράγμα ή λέξεων που δανειζόμαστε από το καθημερινό μας λεξιλόγιο για να ονομάσουμε ένα φυσικό μέγεθος που έχει παρόμοια, όχι όμως πάντοτε την ίδια, σημασία με την αντίστοιχη λέξη που χρησιμοποιούμε στην καθημερινή ζωή π.χ. το έργο.

Δεν υπάρχει όμως δικαιολογία για τη χρήση μιας λέξης, χωρίς να ακριβολογούμε, όταν υπάρχει μια αντίστοιχη ακριβής λέξη ή έκφραση για να μεταφέρουμε το νόημα που θέλουμε. Συχνά απλά παίζουμε ένα παιχνίδι επικοινωνίας στο οποίο κάθε ένας από εμάς ακούει αυτό που εννοεί ο άλλος και όχι αυτό που λέει. Έτσι όμως αποπροσανατολίζονται οι άλλοι ακροατές, ιδιαίτερα αν είναι μαθητές ή δεν έχουν εμβαθύνει τις γνώσεις τους στο συγκεκριμένο αντικείμενο, και κάποτε και εμείς οι ίδιοι. Η φυσική σήμερα τείνει να μεταβληθεί σε ένα όμορφο παιχνίδι λέξεων και συμβόλων. Οι ζαβολιές αυτού του παιχνιδιού είναι το αντικείμενο αυτής της εργασίας. Συχνά χρησιμοποιούμε ένα κώδικα τόσο πυκνό σε νοήματα, παραλείποντας τόσες λεπτομέρειες, ώστε η επικοινωνία με τους μαθητές μας και τους αναγνώστες των βιβλίων μας είναι δυσχερής, κάποτε και αδύνατη. Κάποιοι ισχυρίζονται ότι για αυτό το λόγο η φυσική είναι ένα από τα λιγότερο καλά διδασκόμενα μαθήματα. Ίσως έχουν δίκιο. Χρησιμοποιούμε μερικές φορές ακατάλληλες λέξεις στα βιβλία μας και πολύ συχνότερα στις τάξεις μας ενώ κατακεραυνώνουμε τους μαθητές μας όταν κάνουν το ίδιο ή όταν κάνουν λαθάκια σε αριθμητικές πράξεις.

Η παρακάτω εργασία προσπαθεί να φωτίσει τα συχνότερα χρησιμοποιούμενα σκοτεινά μονοπάτια ακατάλληλων λέξεων σε φροντιστηριακά, σχολικά και πανεπιστημιακά βιβλία εισαγωγικού επιπέδου ή βιβλία που απευθύνονται στο ευρύ κοινό στα Αγγλικά και στα Ελληνικά καθώς αυτά επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τη συγγραφή σχολικών βιβλίων, τις αντιλήψεις των Φυσικών και των ανθρώπων γενικότερα όπως τα λεξικά. Σε αυτή την εργασία θα αναφερθώ κυρίως σε Νευτώνεια μηχανική, Θερμοδυναμική και Πυρηνική Φυσική. Άλλοι κλάδοι όπως π.χ. ο ηλεκτρομαγνητισμός, η οπτική ή η μηχανική ρευστών μπορούν να αποτελέσουν αντικείμενο μιας άλλης παρόμοιας εργασίας.

Για παράδειγμα πλήθος βιβλίων όπως τα δύο σχολικά βιβλία που διδάσκονται στην τρίτη τάξη του Λυκείου σε Γενικό Λύκειο και ΤΕΕ, Πανεπιστημιακά βιβλία όπως π.χ. των Πανεπιστημιακών Εκδόσεων Κρήτης, ακόμα και τα πιο δημοφιλή λεξικά όπως π.χ. των Μπαμπινώτη και Τεγόπουλου – Φυτράκη ενώ δίνουν το σωστό ορισμό για τη ραδιενέργεια (radioactivity) ως « το φαινόμενο εκπομπής ακτινοβολίας α, β και γ », σε άλλα σημεία των βιβλίων υπάρχουν εκφράσεις, όπως « μετρώντας τη ραδιενέργεια » και « ακτινοβόληση με ραδιενέργεια », που έρχονται προφανώς σε αντίθεση με τον ορισμό, καθώς το φαινόμενο το ίδιο ούτε μπορεί να μετρηθεί, ούτε βεβαίως να ακτινοβοληθεί. Αντίθετα, αυτό που ουσιαστικά μετράμε είναι η ακτινοβολία από τα ραδιενεργά υλικά που χρησιμοποιήθηκαν. Επίσης, είναι λάθος να λέμε ότι « ένας ασθενής απορροφά ραδιενέργεια ». Δυστυχώς, το δεύτερο συνθετικό «ενέργεια», (με το οποίο κάποιος μετάφρασε τη λέξη activity του όρου « radioactivity», αντί ίσως των λέξεων «ενεργότητα» ή «δραστηριότητα») έχει παρασύρει πολλούς συγγραφείς να γράφουν, ατυχώς, ότι η ραδιενέργεια είναι η ενέργεια ή / και τα σωματίδια που απορροφά κάποιος, όταν βρεθεί κοντά σε ραδιενεργά υλικά.

 

« Άλλα ΄λεγες κι άλλα ΄γραφες, άλλα ΄πες και άλλα κάνεις

άλλα λογιάζεις, άλλα λες κι άλλα στο νου σου βάνεις »  

Κρητική μαντινάδα

  

Αυτή είναι η εισαγωγή από μια θαυμάσια εργασία του συνάδελφου

 Κασωτάκη Χαράλαμπου 

 Φυσικού

1ο Λύκειο Ρεθύμνου

Τηλ. 2831027061, κιν. 6976038086

e-mail: babiskasotakis@gmail.com

 

Μπορείτε να δείτε και να κατεβάσετε όλη την εργασία σε pdf από 

ΕΔΩ.

Θα συνιστούσα σε όλους τους συναδέλφους να την μελετήσουν.

Αξίζει τον κόπο και θα βγουν κερδισμένοι.

Σε πρώτη ευκαιρία θα αναρτήσω και επιμέρους τμήματα της εργασίας αυτής για καλύτερη ενασχόληση και σχολιασμό.

Σάββατο, 3 Ιανουαρίου 2009

Εκτός της Φυσικής υπάρχει και η Ιστορία...

.

Οι  Θεμελιωτές  της  Κβαντικής  Θεωρίας

 Η κβαντική θεωρία διατυπώθηκε και θεμελιώθηκε στις πρώτες δεκαετίες του 20ου αιώνα. Την ίδια περίοδο διατυπώθηκαν οι θεωρίες της ειδικής και γενικής σχετικότητας από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν (Albert Einstein). Oι θεωρίες αυτές αποτελούν τη σύγχρονη φυσική, η οποία παρέχει ένα νέο τρόπο κατανόησης της φύσης, πολύ διαφορετικό απ’ αυτόν που είχε εισαγάγει η κλασική φυσική τον 16ο και 17ο αιώνα, μέσα από το έργο του Κοπέρνικου, του Κέπλερ, του Γαλιλαίου και του Νεύτωνα. Νέοι φυσικοί νόμοι και φαινόμενα κυριαρχούν στο μικρόκοσμο των ατόμων και στο μεγάκοσμο των πλανητών.

Το κβαντομηχανικό μοντέλο καθιερώνεται “επίσημα” το 1927, στο 5ο συνέδριο Σολβέ (Solvay) στο Κόμο της Ιταλίας. Η αρχή απροσδιοριστίας του Χάϊζενμπεργκ ( Heisenberg) και η αρχή συμπληρωματικότητας του Μπόρ ( Βοhr), παρέχουν την οριστική θεμελίωση για όλες τις μαθηματικές κατασκευές που ήδη είχαν πάρει το όνομα  “κβαντομηχανική” και ήταν σ’ ευρεία χρήση για την πρόβλεψη διαφόρων μεγεθών.

Η επιστήμη φτιάχνεται από ανθρώπους στην προσπάθεια τους να καταλάβουν το φυσικό κόσμο. Άρα, για μια σωστή κατανόηση της δημιουργίας τους , πρέπει να ξεκινήσουμε από τους ίδιους τους δημιουργούς. Οι παρακάτω δώδεκα θεωρητικοί φυσικοί συνέβαλαν τα μέγιστα στην ανάπτυξη της κβαντικής φυσικής: Planck, Sommerfeld, Ehrenfest, Einstein, Bohr, Schrödinger,Βοrn,  Pauli, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Jordan.     

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι απόψεις των φυσικών αυτών, πάνω σε τρία γενικά επιστημονικά προβλήματα, τόσο γενικά, που θα ήταν ίσως καλύτερα να τα λέγαμε φιλοσοφικά προβλήματα:

  1. Υπάρχουν οι βασικές οντότητες της ατομικής φυσικής , όπως τα ηλεκτρόνια, τα φωτόνια, κ.λ.π., ανεξάρτητα από τις παρατηρήσεις των φυσικών ;
  2. Αν η απάντηση στο προηγούμενο ερώτημα είναι καταφατική, είναι δυνατό να κατανοήσουμε τη δομή και εξέλιξη των ατομικών οντοτήτων και φαινομένων, δημιουργώντας χωροχρονικές εικόνες που ν’αντιστοιχούν στην πραγματική τους υπόσταση ;
  3. Πρέπει οι φυσικοί νόμοι να διαμορφωθούν έτσι ώστε να δίνεται μία ή περισσότερες αιτίες για όλα τα παρατηρούμενα φαινόμενα ;

Τα τρία αυτά ερωτήματα, στη συνέχεια θ’αναφέρονται σαν ερωτήματα:

  • για την πραγματικότητα
  • για την κατανόηση
  • για την αιτιοκρατία

 Tα ερωτήματα αυτά δίχασαν την κοινότητα των φυσικών: οι Planck, Ehrenfest, Einstein, Schrödinger, de Broglie απάντησαν καταφατικά στα ερωτήματα αυτά. Αντίθετα, οι Sommerfeld, Born, Bohr, Pauli, Heisenberg, Dirac, Jordan απάντησαν αρνητικά.

Η περιπέτεια της κβαντικής φυσικής , άρχισε από τη μελέτη της θερμικής ακτινοβολίας του μέλανος σώματος . Το μέλαν σώμα, σ’οποιαδήποτε θερμοκρασία και αν βρίσκεται εκπέμπει ενέργεια με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σ’όλο το φάσμα της . Το μεγαλύτερο όμως τμήμα της εκπεμπόμενης ενέργειας περιορίζεται σε μια στενή περιοχή, με “αιχμή” κάποιο μήκος κύματος  ( λmax ) , διαφορετικό για κάθε θερμοκρασία.

Η αιτιολόγηση του φαινομένου δόθηκε από τον  Max Planck, το 1900, θεωρώντας ότι η ακτινοβολούμενη ενέργεια αποτελείται από στοιχειώδεις μονάδες ενέργειας , τα  “κβάντα” ενέργειας . Η θεώρηση αυτή ήρθε σε σύγκρουση με την κλασική φυσική, η οποία στηριζόταν στην αρχή συνέχειας της ενέργειας. Η προσέγγιση αυτή του Planck άνοιγε το δρόμο για μια νέα φυσική.

Ο  Max  Planck  γεννήθηκε στο Κίελο της Γερμανίας το 1858. Παρακολούθησε πειραματική φυσική και μαθηματικά, αφού εκείνο τον καιρό δεν είχαν καθιερωθεί  έδρα και σπουδές θεωρητικής φυσικής . Στο Βερολίνο ο επιστημονικός του ορίζοντας διευρύνθηκε  σημαντικά έχοντας καθηγητές τους  Ηelmholtz και  Kirchhoff. O Planck αντιτάχθηκε στο χιτλερικό καθεστώς και ένας μάλιστα γιος του εκτελέστηκε από τους Ναζί για συμμετοχή σ’αποτυχημένη δολοφονική απόπειρα κατά του Χίτλερ. Ο Planck  πίστευε στην ύπαρξη ενός αντικειμενικού φυσικού κόσμου και καταδίκαζε κάθε προσπάθεια για εγκατάλειψη της αιτιότητας.

Στην παλιά γενιά των φυσικών που δημιούργησαν την κβαντική θεωρία  ανήκει και ο Άρνολντ Ζόμερφελντ (Sommerfeld), ο οποίος γεννήθηκε στο Königsberg της Πρωσίας το 1868 (τόπος γέννησης και διαμονής του Kant ). O Sommerfeld σπούδασε στο πανεπιστήμιο του Königsberg,ένα από τα πρώτα πανεπιστήμια όπου η θεωρητική φυσική καθιερώθηκε σαν ξεχωριστός κλάδος, κάτω από την επίβλεψη λαμπρών μαθηματικών όπως ο Hilbert και ο Lindemann. Θεωρούσε τον Felix Klein, καθηγητή μαθηματικών στο Göttingen, ως τον πραγματικό δάσκαλό του στις ιδέες του για τη μαθηματική φυσική. Το 1906 ο Sommerfeld κατάκτησε την έδρα της θεωρητικής φυσικής στο Μόναχο, όπου προκάτοχός του ήταν ο Boltzmann. Εκεί παρέμεινε μέχρι το θάνατό του ( 1951). Ο Sommerfeld αφιέρωσε όλη την επιστημονική του προσπάθεια στις εφαρμογές των μαθηματικών μεθόδων στα φυσικά προβλήματα. Η επίδρασή του στη σύγχρονη φυσική υπήρξε τεράστια, όχι μόνο από τα βιβλία του και τα επιστημονικά του άρθρα, αλλά και μέσα  από την ίδια τη διδασκαλία του. Οι μαθητές του Heisenberg, Pauli, Debye, Lande που μυήθηκαν στην έρευνα μαζί του, έγιναν από τους πιο σπουδαίους θεμελιωτές της κβαντικής θεωρίας.

 Η κβαντική μηχανική αναπτύχθηκε εντυπωσιακά μετά τον πρώτο παγκόσμιο πόλεμο. Σημαντική συμβολή σ’αυτό είχαν δύο ερευνητικά ινστιτούτα:   

  • Το Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής στην Κοπεγχάγη, υπό τη διεύθυνση του Niels Bohr (Νηλς Μπορ )
  •  Η ομάδα θεωρητικής φυσικής στο πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν (Göttingen) υπό την διεύθυνση του Μαξ Μπορν ( Max Born ).

 Οι  Bohr, Born μαζί με τους  Ehrenfest, Einstein και Schrödinger αποτελούν τη μεσαία γενιά των δημιουργών της κβαντικής θεωρίας. Οι τρεις τελευταίοι πίστευαν σε μια αντικειμενική πραγματικότητα, κατανοήσιμη από τον άνθρωπο, καθώς και σ’αιτιακούς νόμους. Αντίθετα οι δύο πρώτοι, εισήγαγαν ιδέες που απορρίπτουν την αιτιότητα και το κατανοήσιμο, ενώ επιπλέον περιόρισαν σημαντικά τη σημασία της ίδιας της έννοιας της φυσικής πραγματικότητας. Η πορεία της εξέλιξης της κβαντικής θεωρίας οργανώθηκε από τους Bohr και Born, ενώ αποκρούστηκε από τους Einstein,Ehrenfest και Schrödinger, παρόλο που οι τελευταίοι είχαν σπουδαία συνεισφορά στην κβαντική θεωρία..

O Πωλ Έρενφεστ (Paul Ehrenfest ) γεννήθηκε στη Βιέννη το 1880. Φοίτησε στα πανεπιστήμια της Βιέννης και του Γκέτινγκεν. Ο Boltzmann, με τη διδασκαλία του και το παράδειγμά του, τον έσπρωξε να γίνει θεωρητικός φυσικός και χάραξε την προσωπικότητά του. Ήταν πολύ στενός φίλος του Einstein.

Από τους συναδέλφους του θεωρείτο ως «η συνείδηση της φυσικής» και βρέθηκε πιο πολύ απ’ όλους «στο κέντρο του δράματος της σύγχρονης φυσικής», όπως έγραψε γι’ αυτόν ο Langevin.O Ehrenfest αυτοκτόνησε το 1933. Η άρνησή του να δεχτεί την κβαντική μηχανική ήταν τόσο σφοδρή που πιθανώς συνέβαλε στο τραγικό τέλος της ζωής του.

 O Einstein δε δέχτηκε ποτέ τη μη-αιτιοκρατική  διατύπωση της κβαντικής μηχανικής , όπως δε δέχτηκε ποτέ την αρχή συμπληρωματικότητας του Bohr. Πίστευε ότι σκοπός της φυσικής είναι να δώσει μια εικόνα της φυσικής πραγματικότητας, απορρίπτοντας έτσι την άρνηση της κβαντομηχανικής να κάνει κάτι τέτοιο. Το 1926 γράφει στον Bohr: «Η κβαντική μηχανική είναι πολύ εντυπωσιακή. Αλλά μια εσωτερική φωνή μου λέει ότι δεν τα έχουμε καταφέρει……Σε κάθε, όμως, περίπτωση έχω πεισθεί ότι Εκείνος δεν παίζει ζάρια».

 O Erwin Schrödinger (Σρέντινγκερ) γεννήθηκε στη Βιέννη το 1887. Μπήκε στο πανεπιστήμιο της Βιέννης τη χρονιά του θανάτου του Boltzmann (1906), αλλά επηρεάστηκε καθοριστικά από την προσωπικότητά του. Το 1910 πήρε το διδακτορικό του. Στο διάστημα 1921-1927, τα κρίσιμα χρόνια της ανάπτυξης της κβαντικής μηχανικής  βρισκόταν στο πανεπιστήμιο της Ζυρίχης, εκτελώντας θεμελιακές έρευνες που τον οδήγησαν στη διάσημη κυματική του εξίσωση. Το 1928 κλήθηκε στο Βερολίνο όταν κενώθηκε η έδρα του Planck, λόγω ορίου ηλικίας . Εκεί έμεινε μέχρι το 1933, όταν ο Hitler ανέβηκε στην εξουσία. Με τους νόμους της Νυρεμβέργης  όλοι οι Εβραϊκής καταγωγής φυσικοί έχαναν τη θέση τους. Ο Schrödinger ως καθολικός, θα μπορούσε να κρατήσει την έδρα του, όμως προτίμησε να φύγει από την Γερμανία, δηλώνοντας έτσι την αποστροφή του για το Ναζισμό. Ήταν άνθρωπος με πολύ πλατιά ενδιαφέροντα, από τη φυσική στη φιλοσοφία, την ιστορία και την πολιτική. Ήταν επίσης γνωστός για τις πολυάριθμες ερωτικές ιστορίες του. Η θέση του Schrödinger ήταν πάντα ότι η φύση είναι κατανοήσιμη, πράγμα που υπονοούσε τη δυνατότητα δημιουργίας εικόνων από την πραγματικότητα.

 Ο Max Born (Μπορν) γεννήθηκε στο Breslau της Γερμανίας το 1882. Το 1906 πήρε το διδακτορικό του κάτω από την επίβλεψη του Hilbert. To 1921 πήρε την έδρα θεωρητικής φυσικής στο Γκέτινγκεν. Με τον Born ως θεωρητικό και τον James Franck ως πειραματικό, το Γκέτινγκεν ακτινοβόλησε και έγινε ένα από τα πιο γνωστά παγκόσμια κέντρα έρευνας. Το 1933 τον απέλυσαν οι Ναζί και αναγκάστηκε ν’ αφήσει τη Γερμανία. Μαζί με τους  Bohr και Heisenberg, είναι από τους ιδρυτές της φιλοσοφικής βάσης της κβαντομηχανικής.

Η κύρια συνεισφορά του ήταν η πιθανοκρατική  ερμηνεία  της κυματομηχανικής του Schrödinger, μια ερμηνεία που ανέδειξε την πιθανότητα σαν πρωταρχική έννοια, κάνοντας απροσδιόριστη τη συμπεριφορά ενός φυσικού μεμονωμένου συστήματος, δίνοντας έτσι μια μη αιτιοκρατική περιγραφή του.

Η αντίληψη του Born  σχετικά με την ανθρώπινη δυνατότητα κατανόησης του φυσικού κόσμου είναι αρκετά απαισιόδοξη: «Φτάσαμε στο τέρμα του ταξιδιού μας προς τα βάθη της ύλης. Ψάξαμε για στέρεο έδαφος και δεν βρήκαμε. Όσο βαθύτερα διεισδύουμε, τόσο ο κόσμος γίνεται πιο φευγαλέος, άπιαστος και ομιχλώδης».

 Η νεότερη γενιά των δημιουργών της κβαντικής θεωρίας αποτελείται από τους de Broglie, Pauli, Heisenberg, Jordan και Dirac. Επιστημολογικά, εκτός από τον de Broglie, οι απόψεις τους κυμαίνονται από την έλλειψη φιλοσοφικού ενδιαφέροντος για την φυσική πραγματικότητα, έως την ισχυρή τάση ν’ αποτινάξουν τις έννοιες της αιτιοκρατίας και της πραγματικότητας.

Ο πρίγκιπας  Louis de Broglie γεννήθηκε στη Διέππη το 1892. Στα σπουδαστικά του χρόνια  επηρεάστηκε πολύ από το έργο του Poincare στη μαθηματική φυσική, του Planck, του Lorentz  και του Lanjevin. Από το 1914 ως το 1919 εκπλήρωσε τη στρατιωτική του θητεία στο κέντρο ραδιοτηλεγραφίας στον Πύργο του Άϊφελ. Έτσι έμαθε τη θεωρία των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε στενή επαφή με την πράξη και την τεχνολογία. Αυτό εμπόδισε τη μονομέρεια της αφηρημένης θεωρητικής και μαθηματικής σκέψης. Το 1923 αναπτύσσει στη διδακτορική διατριβή του την ιδέα ότι οποιοδήποτε σωμάτιο ορμής p είναι συνδεδεμένο μ’ ένα μήκος κύματος λ=h/p   όπου h η σταθερά του Planck. Η υπόθεση αυτή επαληθεύτηκε το 1927, όταν οι  Davisson και Germer διαπίστωσαν ότι μία δέσμη ηλεκτρονίων που κινούνται με μεγάλη ταχύτητα, περιθλάται με τρόπο ανάλογο με αυτόν που περιθλάται μία δέσμη ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Τα σώματα του μακρόκοσμου συνδέονται με μήκη κύματος τόσο μικρά που είναι δύσκολο ν’ ανιχνευτούν. Η κυματική φύση της ύλης έχει ουσιαστικά εφαρμογή μόνο για σώματα ατομικής και υποατομικής κλίμακας. Όπως ο ίδιος υπογραμμίζει: «Η αρχική μου αφετηρία, ήταν ουσιαστικά η εφαρμογή της ιδέας του Einstein για τα φωτόνια». Ο de Broglie  ήταν αντίθετος στον τελικό φορμαλισμό της κβαντικής  μηχανικής, ιδιαίτερα στην αρχή της συμπληρωματικότητας και υποστήριζε την αντικειμενική πραγματικότητα, το κατανοήσιμο και την αιτιοκρατία.

 Στη συνέχεια θα αναφερθούμε διεξοδικότερα στους βασικούς θεμελιωτές της κβαντικής μηχανικής, τον Niels Bohr και τον Werner Heisenberg.

Ο Bohr γεννήθηκε στην Κοπεγχάγη το 1885, όπου και πέρασε τα νεανικά του χρόνια. Το 1911 πήρε το διδακτορικό του και στη συνέχεια  πήγε στο  Cambridge με υποτροφία του ιδρύματος Carlsberg όπου δίδασκε ο Thomson. To 1912 πήγε στο Manchester όπου ήταν ο Rutherford και άρχισε να εργάζεται στο πείραμα σκέδασης σωματίων άλφα. Το 1914 επισκέφθηκε τα γερμανικά πανεπιστήμια του Γκέτινγκεν και του Μονάχου, συναντώντας διάσημους φυσικούς όπως οι Debye, Born, Wien, Sommerfeld. Το 1920 ταξίδεψε στο Βερολίνο και συναντήθηκε με τους Einstein, Planck, Franck. Το 1921 έγιναν τα εγκαίνια του Ινστιτούτου Θεωρητικής Φυσικής της Κοπεγχάγης, στο οποίο ο Bohr διορίστηκε αμέσως διευθυντής.

Ο ορισμός του Bohr για τη φυσική ήταν πολύ διαφορετικός απ’ ότι του Einstein: «Είναι λάθος να νομίζουμε ότι σκοπός της φυσικής είναι ν’ ανακαλύψει πώς είναι η φύση. Η φυσική αφορά αυτό που εμείς μπορούμε να πούμε για τη φύση». «Η λέξη πραγματικότητα δεν είναι παρά μία λέξη, που πρέπει να μάθουμε να χρησιμοποιούμε σωστά».

Ο Bohr θεωρείται δίκαια ως ο πατέρας της κβαντικής μηχανικής. Η αρχή της συμπληρωματικότητας  χρησίμευσε σαν λογικό θεμέλιο των διαφόρων θεωρητικών εργασιών που παρουσιάστηκαν ανάμεσα στα 1924 και 1927. Με την αρχή αυτή, ο Bohr επεξεργάστηκε το νέο ρόλο του παρατηρητή,  που από τον χαρακτήρα της κβαντικής θεωρίας επηρεάζει το αποτέλεσμα των μετρήσεων, σε αντίθεση με την κλασική φυσική όπου η πράξη της παρατήρησης δεν επηρεάζει τις μετρήσιμες ποσότητες.

Η αρχή της συμπληρωματικότητας ουσιαστικά εκφράζει το αδύνατο της επίλυσης των αντιφάσεων της ατομικής φυσικής, όπως η αντίφαση σωμάτιο-κύμα: «Παρατηρήσεις που γίνονται κάτω από διαφορετικές πειραματικές συνθήκες δεν μπορούν να ερμηνευθούν στο πλαίσιο μιας και μοναδικής εικόνας , αλλά πρέπει να θεωρηθούν ως συμπληρωματικές , με την έννοια ότι μόνο το σύνολο των φαινομένων μπορεί να εξαντλήσει τις δυνατές πληροφορίες για τα φυσικά αντικείμενα».

Αλλά και στο πρόβλημα της αιτιοκρατίας η στάση του Bohr ήταν αρνητική: «…το πόσο ριζική αλλαγή στον τρόπο περιγραφής της φύσης έχει φέρει η εξέλιξη της ατομικής φυσικής, φαίνεται ανάγλυφη από το γεγονός ότι η αρχή της αιτιοκρατίας έχει αποδειχθεί πολύ στενό πλαίσιο για να περιλάβει τις παράξενες κανονικότητες που κυβερνούν τα μεμονωμένα ατομικά φαινόμενα».

Ο Werner Heisenberg γεννήθηκε στη Γερμανία το 1901. Ο πατέρας του ήταν καθηγητής της Αρχαίας Ελληνικής στο πανεπιστήμιο του Μονάχου. Έκανε το διδακτορικό του το 1923 κοντά στο Sommerfeld  και την επόμενη χρονιά έγινε βοηθός του Born στο Γκέτινγκεν. Αμέσως μετά δούλεψε στην Κοπεγχάγη κοντά στους Bohr και  Kramers.

Η επιστημολογική στάση του Heisenberg  χαρακτηρίζεται από την απόρριψη της φυσικής πραγματικότητας, του κατανοήσιμου και της αιτιότητας: «Στη μοντέρνα φυσική δεν είναι το υλικό αντικείμενο που έχει προτεραιότητα αλλά η μορφή, η μαθηματική συμμετρία». Για την αιτιοκρατία πίστευε: «Η αλυσίδα αιτίας-αποτελέσματος θα μπορούσε να επαληθευτεί ποσοτικά μόνο στην περίπτωση που ολόκληρο το σύμπαν θεωρείτο σαν ένα σύστημα-όμως τότε θα είχε εξαφανιστεί η φυσική αφήνοντας μονάχα στη θέση της ένα μαθηματικό σχήμα. Η διαίρεση του κόσμου σε συστήματα παρατηρητή και παρατηρούμενου εμποδίζει μια σαφή διατύπωση  του νόμου αιτίας ή αποτελέσματος».

Ο Heisenberg  δεν δεχόταν χωρίς επιφυλάξεις την αρχή συμπληρωματικότητας του Bohr. Οι αντιρρήσεις του πάντως είχαν τελείως διαφορετική αφετηρία απ’ ότι στους Einstein, Schrödinger  και de Broglie. Ενώ οι τελευταίοι αντιτάχθηκαν στη συμπληρωματικότητα επειδή δεν ήθελαν να δεχτούν τέτοιους αξεπέραστους περιορισμούς στην κατανόηση μας για τη φύση, ο Heisenberg  πίστευε ότι η θεωρητική φυσική ήταν μια ανθρώπινη δημιουργία της οποίας μοναδικός σκοπός ήταν να προβλέπει πειραματικά αποτελέσματα.

Το 1927 ο Heisenberg  διατυπώνει την αρχή της αβεβαιότητας. Η κλασική φυσική δέχεται ότι είναι δυνατό να μετρηθεί η θέση και η ορμή ενός σωματιδίου με όση ακρίβεια θέλουμε. Οι πιθανές αποκλίσεις , είναι αποτέλεσμα των οργάνων μέτρησης . Ο Heisenberg, καταλήγει στο συμπέρασμα ότι, λόγω της κβαντικής συμπεριφοράς των σωματιδίων που αποτελούν το μικρόκοσμο, υπάρχει μια εγγενής ασάφεια, μια εγγενής απροσδιοριστία όταν πρόκειται να μετρηθεί ταυτόχρονα η θέση και η ορμή ενός σωματιδίου, η οποία εκφράζεται από τη σχέση:


όπου Δp και Δx ,   το εύρος αβεβαιότητας στον προσδιορισμό της ορμής και της θέσης.

O Heisenberg  συνειδητοποίησε ότι ενώ δεν υπάρχουν όρια στην ακρίβεια μέτρησης της ορμής ή της θέσης , υπάρχει όριο στην ακρίβεια με την οποία η ορμή και η θέση μπορούν να προσδιοριστούν συγχρόνως. Η αδυναμία να προσδιορίσουμε επακριβώς, ταυτόχρονα την ορμή και τη θέση ενός σωματιδίου, δεν οφείλεται σε πειραματικές ατέλειες.  Είναι σύμφυτη με την ίδια την κβαντική δομή της ύλης .

 Η «νομιμοποίηση» της κβαντικής θεωρίας πραγματοποιήθηκε στο 5ο συνέδριο Solvay, στο Κόμο της Ιταλίας το 1927. Ο Bohr κατάφερε τελικά να οικοδομήσει την απαραίτητη συναίνεση μεταξύ των μελών της κοινότητας των φυσικών για την ερμηνεία της κβαντομηχανικής. Μετά από έντονη διαμάχη μεταξύ Bohr και  Einstein υιοθετήθηκε η «ερμηνεία της Κοπεγχάγης» : η φύση είναι εγγενώς πιθανοκρατική και η ίδια η πράξη της παρατήρησης, επηρεάζει τελικά, αυτά που παρατηρούνται.

 Ο Einstein, ο μεγαλύτερος ίσως φυσικός της σύγχρονης φυσικής, θα φύγει «ηττημένος» από το συνέδριο του Κόμο. Το 1932 ο von Neumann (φον Νόϋμαν) θα προσθέσει στο φορμαλισμό της κβαντικής φυσικής τη μαθηματική αυστηρότητα που έλλειπε από τις εργασίες των πρωτεργατών της θεωρίας αυτής, ολοκληρώνοντας έτσι τον κύκλο της πολυτάραχης αυτής περιόδου. Το θεώρημα von Neumann αποδείκνυε ότι δεν ήταν δυνατό να κατασκευαστεί κάποια θεωρία με «κρυμμένες μεταβλητές» που θα εξηγούσε ρεαλιστικά και αιτιοκρατικά τα κβαντικά φαινόμενα.

  

Πολλά από τα παραπάνω αποτελούν αποσπάσματα από το βιβλίο: «Η διαμάχη για την κβαντική θεωρία» του Franco Selleri, καθηγητή θεωρητικής φυσικής στο πανεπιστήμιο του Bari, σε μετάφραση του Νίκου Ταμπάκη, εκδόσεις  Gutenberg, 1986.

Πολλές πληροφορίες επίσης πάρθηκαν από το εισαγωγικό ένθετο των Κ. Γαβρόγλου, Δ. Διαλετή ( καθηγητών στο τμήμα Μεθοδολογίας, Ιστορίας και Θεωρίας της Επιστήμης του Πανεπιστημίου Αθήνας ) στο πρόγραμμα της εξαιρετικής θεατρικής παράστασης «Κοπεγχάγη», που ανέβηκε το 2002 στο θέατρο «Τζένη Καρέζη».

 Θοδωρής Παπασγουρίδης