Ο μύθος του πειράματος Michelson – Morley

Κατά τη διαδικασία μύησης ενός επιστήμονα, λέγονται ιστορίες για ήρωες του παλιού καιρού. Οι «ιστορίες» αυτές επιτελούν διάφορες λειτουργίες. Χρησιμεύουν ως μύθοι νομιμοποίησης για τη σημερινή επιστημονική κοινότητα, δείχνοντας ότι κληρονόμησε τον μανδύα των γιγάντων των παλιών καιρών.

Bοηθούν να επιβληθούν στον νεοφώτιστο τα σημερινά δόγματα και ιδανικά της επιστημονικής κοινότητας, ενώ υποδηλώνουν ότι οι επιστημονικές επιτυχίες του παρελθόντος οφείλονται στο ότι ακολουθήθηκαν οι διαδικασίες που επιβάλλονται σήμερα.

Έτσι, κατά μεγάλο μέρος, οι κουτσουρεμένες ιστορίες που αποτελούν τον πρόλογο πολλών διδακτικών βιβλίων είναι, για να μιλήσουμε κάπως άκομψα, δείγματα μεθοδολογικής προπαγάνδας, τα οποία σπανίως αντέχουν σε σοβαρή ιστορική έρευνα.

Δεν μπορούμε βεβαίως να περιμένουμε από επαγγελματίες επιστήμονες να διοχετεύουν την προσοχή τους στην ιστορική έρευνα. Όπως έγραψε ο Ουάιτχεντ: «Μια επιστήμη που διστάζει να ξεχάσει τους θεμελιωτές της είναι χαμένη». Ούτε μπορεί κανείς να έχει αντίρρηση αν η «ιστορία» συμπτύσσεται προκειμένου να βοηθηθεί ο φοιτητής να φτάσει στα σύνορα της τρέχουσας έρευνας. Εν τούτοις, η ιστορική ακολουθία με την οποία αναπτύχθηκαν οι θεωρίες θίγουν προβλήματα που προέκυψαν από την εφαρμογή και επέκταση πρότερων θεωριών. Άρα τα διδακτικά βιβλία δεν μπορούν να αποφύγουν μια έμμεση «ιστορία της επιστήμης», ενώ η δόμηση τόσο της έμμεσης όσο και της εκπεφρασμένης σε αυτά «ιστορίας» φέρει λανθάνοντα μηνύματα.

Η «επίσημη εκδοχή» για την κατάρριψη της κλασικής θεωρίας του αιθέρα και τη γένεση της θεωρίας της σχετικότητας αποδίδει κρίσιμο ρόλο σε ένα πείραμα που πραγματοποίησαν ο Άλμπερτ Μάικελσον και ο Έντουαρτ Μόρλεϋ το 1887.

Σύμφωνα με την επίσημη ιστορία, το πείραμα απέδειξε ότι ο αιθέρας ήταν ανύπαρκτος, και παρέσχε τη βάση από την οποία ο Αϊνστάιν συνήγαγε το Αξίωμα του Φωτός της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας. Αναφορικά με αυτό το ζήτημα, είναι ανάγκη να τεθούν δυο ερωτήματα: «Ανταποκρίνεται στην ιστορική αλήθεια;», και «Όντως το πείραμα απαιτεί την εγκατάλειψη της θεωρίας του αιθέρα υπέρ της σχετικότητας;». Και στα δυο ζητήματα θα επιχειρηματολογήσουμε ενάντια στην επίσημη ιστορία.

Ο Άλμπερτ Μάικελσον ήταν υπεύθυνος για την ανάπτυξη της τέχνης της «συμβολομετρίας». Κατασκεύασε όργανα εξαιρετικής ευαισθησίας, η οποία εξαρτιόταν από τη «συμβολή» φωτεινών κυμάτων. Έτσι, όταν ένας κυματοσυρμός φωτός διαχωριστεί και στη συνέχεια επανασυνδυαστεί, ακόμα και ελάχιστες διαφορές στις αποστάσεις που διανύθηκαν από τους διαχωρισμένους κυματοσυρμούς, θα αποκαλυφθούν από τον τρόπο που τα μέγιστα και τα ελάχιστα των δυο μερών αλληλοενισχύονται ή αλληλοαναιρούνται συστηματικά δημιουργώντας ένα διαμόρφωμα λεπτών ζωνών από φωτεινούς ή σκοτεινούς κροσσούς.

Ο Μάικελσον πίστευε στη θεωρία του αιθέρα, και συνέλαβε τη φιλόδοξη ιδέα να χρησιμοποιήσει τη συμβολομετρία για να μετρήσει την κίνηση της Γης διαμέσου του αιθέρα, συγκρίνοντας την ταχύτητα του φωτός ως προς τη Γη με εκείνη που το φως είχε σε σχέση με τον αιθέρα. Το ενδιαφέρον του Μάικελσον γι αυτό το πρόβλημα φαίνεται ότι διεγέρθηκε από ένα μεταθανάτιο γράμμα του Μάξγουελ που δημοσιεύθηκε το 1880. Σύμφωνα με τη θεωρία που ανέπτυξε ο Φρένελ, ο αιθέρας είναι σταθερός στον χώρο, και επομένως διαρρέει τα σώματα που κινούνται μέσα σ’ αυτόν.

Όμως, ο Στόουκς διατύπωσε το 1846 μια εναλλακτική θεωρία, σύμφωνα με την οποία ο αιθέρας συμπαρασύρονταν μέσα στα κινούμενα σώματα και συρόταν μαζί τους στη γειτονική περιοχή τους. Όταν ο Μάικελσον άρχισε να εκτελεί το πείραμά του το 1881, αντικείμενό του ήταν να προσδιοριστεί η ταχύτητα της Γης σε σχέση με τον αιθέρα, προκειμένου να αποφανθεί αν ήταν ορθή η θεωρία του Φρενέλ ή εκείνη του Στόουκς.

Επομένως, προτού καν περιγράψουμε το πείραμα του Μάικελσον,  έχουμε ήδη απαντήσεις για δυο ερωτήματά μας.
Πρώτον, η επίσημη εκδοχή δεν είναι ιστορικά ακριβής: Ο Μάικελσον δεν θεώρησε ότι το αποτέλεσμά του κατέρριψε τη «θεωρία του αιθέρα», αλλά το εξέλαβε ως μέσο για να διακρίνει μεταξύ των δυο εκδοχών της θεωρίας.

Δεύτερον, αν δεχθούμε ότι η ερμηνεία του Μάικελσον για το πείραμά του είναι νομιμοποιημένη, προκύπτει ότι δεν μπορεί να αποτελέσει απόδειξη για την ανυπαρξία του αιθέρα, ή να παράσχει μια πλήρη δικαιολόγηση για το Αξίωμα του Φωτός του Αινστάιν….
(….)
… Το πείραμα Μάικελσον – Μορλεϋ είχε μια αρκετά πολυκύμαντη ιστορία. Τα πρακτικά προβλήματα που ανέδειξε δεν επιλύθηκαν ολοκληρωτικά παρά μόνο εβδομήντα έξι χρόνια μετά την πρώτη εκτέλεσή του, και σε κάθε περίπτωση το αποτέλεσμα μπορούσε να ερμηνευθεί με ποικιλία τρόπων. Συναντήσαμε τρεις ερμηνείες του αποτελέσματος στη βάση των θεωριών του αιθέρα: την υπόθεση συμπαρασυρμού του αιθέρα του Στόουκς, την υπόθεση συστολής του Φιτζέραλντ και την υστερότερη θεωρία Λόρεντς. Εκτός από αυτές, ο Γουόλτερ Ριτζ πρότεινε το 1908 ένα εντελώς διαφορετικό είδος ερμηνείας, σύμφωνα με την οποία το φως θα έπρεπε να θεωρηθεί ως ρεύμα ενέργειας του οποίου η ταχύτητα εξαρτάται από την ταχύτητα της πηγής.

Άρα η ταχύτητα του φωτός που εκπέμπει η λυχνία στη συσκευή Μάικελσον – Μόρλευ παραμένει σταθερή σε σχέση με τη συσκευή, ανεξάρτητα από την κινητική κατάστασή της. Θα μπορούσε επιπλέον κάποιος να ισχυριστεί ότι το πείραμα ακύρωνε την Κοπερνίκεια Επανάσταση και έδειχνε ότι η Γη ενδέχεται τελικά να είναι σε ηρεμία στο κέντρο του σύμπαντος!

Προφανώς, επιθυμητό ήταν να περιοριστεί η ζημιά από την ερμηνεία του πειράματος, ενώ θα ήταν γελοία κάθε πρόταση επιστροφής σε μια γεωκεντρική αστρονομία. Όμως στην αρχή του αιώνα εμφανίστηκαν βιώσιμες εναλλακτικές ερμηνείες, και μια από αυτές – η υστερότερη θεωρία Λόρεντς – παρέμεινε ανέπαφη από τα πειραματικά αποτελέσματα που τελικά κατέρριψαν τις άλλες. Από πού προέρχεται τότε η ανθεκτικότητα της επίσημης ερμηνείας, που αποδίδει στο πείραμα Μάικελσον – Μόρλευ το προσόν ότι κατέρριψε τον αιθέρα και απέδειξε το Αξίωμα του Αινστάιν;

Μερικοί ισχυρίστηκαν ότι η επίσημη άποψη προκύπτει από την προσήλωση στην «ιδεολογία του πειράματος», το δόγμα σύμφωνα με το οποίο όλα τα θεωρητικά αξιώματα πρέπει να συνάγονται άμεσα από πειραματικά αποτελέσματα.

Εκείνοι που θέλησαν να ξεκόψουν την επιστημονική εκπαίδευση από το μαγγανοπήγαδο της παραδοσιακής εργαστηριακής δουλειάς και να αποκαταστήσουν τον ρόλο της φαντασίας στην επιστήμη, υπογράμμισαν ιδιαίτερα το γεγονός ότι ο Μάικελσον πίστευε για όλη τη ζωή του στον αιθέρα, και ότι μεταξύ των διφορούμενων σχετικών σχολίων του Αϊνστάιν συγκαταλέγεται και ο ισχυρισμός ότι το θέμα «είχε αμελητέα επίδραση» στη σχετικότητα.
Μόλις όμως σκεφθεί κανείς «σχετικιστικά», «βλέπει» το μηδενικό αποτέλεσμα στη βάση του Αξιώματος του Φωτός του Αϊνστάιν.
Απογυμνωμένο από την εφιαλτική ευαισθησία του, το πείραμα είναι όμορφα απλό, κομμένο – ραμμένο για το ρόλο της διδασκαλίας του τι σημαίνει θεωρία της σχετικότητας, έστω κι αν αναγκαστούμε να συμπεράνουμε ότι ήταν ολότελα ασήμαντο για το ζήτημα του ποια θεωρία θα μπορούσε να επιλέξει κανείς μεταξύ του Στόουκς, του Φιτζέραλντ, του Λόρεντς, του Αϊνστάιν και του Ριτζ.

Μολονότι το πείραμα ήταν ιστορικά χρήσιμο για να πείσει τους ανθρώπου ότι ο Αϊνστάιν είχε δίκιο, το ίδιο δεν αιτιολογεί αυτήν την πεποίθηση. Οι λόγοι για τους οποίους η θεωρία του Λόρεντς παραχώρησε τη θέση της σε εκείνη του Αϊνστάιν βρίσκονται αλλού.

ΠΗΓΗ: «Φιλοσοφία και νέα Φυσική», Jonathan Powers, Απόδοση στα ελληνικά: Τ. Κυπριανίδης και Τ. Τσιαντούλας – Πανεπιστημιακές Εδόσεις Κρήτης



Κατηγορίες:ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑ

Ετικέτες: ,

4 replies

  1. Το άρθρο ισχυρίζεται ότι:
    «Σύμφωνα με την επίσημη ιστορία, το πείραμα ΑΠΕΔΕΙΞΕ ότι ο αιθέρας ήταν ανύπαρκτος, και παρέσχε τη βάση από την οποία ο Αϊνστάιν συνήγαγε το Αξίωμα του Φωτός της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας.» (Τα κεφαλαία δικά μου)

    Αυτό δεν είναι σωστό. Η αλήθεια βρίσκεται στην αμέσως προηγούμενη πρόταση:

    «Η «επίσημη εκδοχή» για την κατάρριψη της κλασικής θεωρίας του αιθέρα και τη γένεση της θεωρίας της σχετικότητας αποδίδει ΚΡΙΣΙΜΟ ΡΟΛΟ σε ένα πείραμα που πραγματοποίησαν ο Άλμπερτ Μάικελσον και ο Έντουαρτ Μόρλεϋ το 1887.» (Τα κεφαλαία δικά μου).

    Άλλο ΑΠΕΔΕΙΞΕ και άλλο ΕΙΧΕ ΚΡΙΣΜΙΜΟ ΡΟΛΟ.

    Το πείραμα έδωσε ένα αποτέλεσμα που ΔΕΝ ΜΠΟΡΟΥΣΕ να ερμηνεύσει η Κλασική Φυσική. Άρα χρειαζόταν ΜΙΑ ΚΑΙΝΟΥΡΓΙΑ ΘΕΩΡΙΑ. Από όλες τις προταθείσες, επικράτησε τελικά η Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας. Αλλά το πείραμα ήταν Η ΑΙΤΙΑ για τις προτάσεις των νέων θεωριών.

    Τέλος δεν γνωρίζω από πού προέρχεται η πληροφορία ότι ο Μάικελσον πίστευε στον αιθέρα μέχρι τον θάνατό του. Εγώ έχω δει μια φωτογραφία στο αστεροσκοπείο του όρους Wilson το 1931, ένα χρόνο πριν από τον θάνατό του, στην οποία ποζάρει με υπερηφάνεια δίπλα στον Αϊνστάιν.

  2. Νομιζω αυτο το κειμενο θα σας βοηθησει να καταλαβετε τη σχεση μεταξυ αιθερα – σχετικοτητας:

    «Ο Ρόμπερτ Β. Laughlin, Νόμπελ φυσικής, Πανεπιστήμιο του Stanford, έχει να πει για τον αιθέρα στη σύγχρονη θεωρητική φυσική:»Η ειρωνεία είναι ότι το πιο δημιουργικό έργο του Αινστάιν, η γενική θεωρία της σχετικότητας, θεωρεί τον χωρο ως ένα μέσο ενώ στην ειδική σχετικότητα θεωρεί οτι τέτοιο μέσο δεν υπάρχει. Η λέξη «αιθέρας» έχει εξαιρετικά αρνητικές χροιές στη θεωρητική φυσική, λόγω της σύνδεσης της, στο παρελθόν, με την αντίθεσή της στη σχετικότητα. Η Σχετικότητα στην πραγματικότητα δεν αναφέρει τίποτα σχετικά με την ύπαρξη ή την μη ύπαρξη ύλης που διαπερνά το σύμπαν, παρά μόνο ότι οποιαδήποτε τέτοια ύλη πρέπει να έχει σχετικιστική συμμετρία. Οπότε καταλήγει στο συμπέρασμα ότι τέτοια ύλη υπάρχει. Περίπου την εποχή που η σχετικότητα είχε γίνει αποδεκτή, μελέτες ραδιενέργειας, άρχισαν να δείχνουν ότι το κενό του χώρου είχε φασματοσκοπική δομή παρόμοια με εκείνη των απλών στερεών και υγρών. Μεταγενέστερες μελέτες με μεγάλους επιταχυντές σωματιδίων μας έχουν δώσει τώρα να καταλάβουμε ότι ο χώρος είναι περισσότερο σαν ένα κομμάτι τζάμι παρά μία ιδανική Νευτόνεια κενότητα. Είναι γεμάτο με ουσία που συνήθως είναι διαφανής, αλλά μπορεί να γίνει ορατή χτυπώντας αρκετά δυνατά για να ξεκολλήσεις ένα κομμάτι. Η σύγχρονη έννοια του κενού του χώρου, επιβεβαιώνεται καθημερινά από το πείραμα, οτι είναι ένας σχετικιστικός αιθέρας. Αλλά δεν το λέμε αυτό διότι είναι ταμπού.»[1]

    πηγη: https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%91%CE%B9%CE%B8%CE%AD%CF%81%CE%B1%CF%82_(%CE%BF%CF%85%CF%83%CE%AF%CE%B1)

  3. Πολλές φορές η ίδια λέξη έχει διαφορετικές έννοιες στο πλαίσιο διαφορετικών θεωριών, και αυτό μπορεί να δημιουργήσει σύγχυση. Τι ακριβώς σημαίνει «αιθέρας»; Κατά τον Όμηρο και τον Ησίοδο σημαίνει τον καθαρό αέρα πάνω από την ατμόσφαιρα ή το καθαρό φως του ουρανού (αίθω = καίω). Κατά τον Αριστοτέλη (που κωδικοποίησε τις ιδέες του Φιλόλαου, του Ξενοφάνη και του Παρμενίδη) είναι το πέμπτο στοιχείο της φύσης (πέρα από το χώμα, το νερό και τη φωτιά). Η λέξη είχε «χαθεί» για αιώνες, και «ανασύρθηκε» από τους φυσικούς του 19ου αιώνα, που έψαχναν ένα όνομα για το «μέσο» δια του οποίου διαδίδεται το φως.

    Ο Einstein διατύπωσε μια θεωρία, σύμφωνα με την οποία η ύπαρξη ΑΥΤΟΥ του αιθέρα δεν είναι απαραίτητη για τη διάδοση του φωτός και, σύμφωνα με το ξυράφι του Ockham, η υπόθεση του αιθέρα, όπως την είχαν διατυπώσει οι φυσικοί του 19ου αιώνα, εγκαταλείφθηκε.

    Αν ΣΤΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΚΑΠΟΙΑΣ ΑΛΛΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ονομάσουμε αιθέρα ΟΤΙΔΗΠΟΤΕ υπάρχει στο χώρο, πέρα από όσα βλέπουμε, αυτό είναι ΚΑΤΙ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟ από τον αιθέρα του 19ου αιώνα. Δεν θα πρέπει η χρήση της ίδιας λέξης για διαφορετικές έννοιες, στο πλαίσιο διαφορετικών θεωρίων, να μας δημιουργεί σύγχυση.

    Να μην ξεχνάμε τι συνέβη με τη λέξη ΑΤΟΜΟ. Αυτή πρωτοχρησιμοποιήθηκε από τους Λεύκιππο και Δημόκριτο για να περιγράψει την ελάχιστη ποσότητα ύλης, που δεν μπορεί να υποδιαιρεθεί περαιτέρω. Έτσι όταν μετά τον Λαβουαζιέ διαπιστώθηκε ότι η ύλη στις χημικές αντιδράσεις δεν υποδιαρείται επ’ άπειρον, οι επιστήμονες ονόμασαν ΑΥΤΗΝ την ελάχιστη ποσότητα ύλης «άτομο». Δυστυχώς σύντομα διαπιστώθηκε ότι όχι μόνο τα άτομα «τέμνονται» σε νουκλεόνια και ηλεκτρόνια, αλλά και ότι τα ίδια τα νουκλεόνια «τέμνονται» περαιτέρω σε κουάρκ. Άρα τα «δικά μας» άτομα δεν περιγράφουν την ίδια έννοια με αυτήν των Λεύκιππου-Δημόκριτου.

    Δυστυχώς η έννοια του «κενού» είναι διαφορετική στο πλαίσιο διαφορετικών θεωριών, και αυτό δημιουργεί σύγχυση. Η διαφορά είναι ιδιαίτερα σημαντική μεταξύ Γενικής Σχετικότητας και Κβαντομηχανικής. Επειδή οι δύο αυτές θεωρίες είναι ΜΗ ΣΥΜΒΑΤΕΣ μεταξύ τους, δεν θα πρέπει να συγκρίνουμε το κβαντικό κενό με αυτό της Σχετικότητας.

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: