Πόσο χρησιμεύει η επιστήμη

Posted on 01/11/2014

0


Δεν θα ’πρεπε αλλά ισχύει σε πολλά μέρη της Γης. Η επιστήμη, το οιονεί «φάντασμα της όπερας», συνεχίζει να είναι βαθιά κρυμμένο στο «υπόγειο» των ανορθολογισμών και των προκαταλήψεων, αντί να έχει ανεβεί οριστικά, και να πρωταγωνιστεί, στη σκηνή. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, μάλιστα, η Ελλάδα ανήκει στις χώρες όπου η επιστήμη συχνά περιφρονείται, όχι μόνο από τους αδαείς αλλά και από τους θεσμούς. Για παράδειγμα, στη χώρα μας, η αποδοχή του δαρβινισμού και της εξελικτικής βιολογίας ως επιστημονικών εξηγήσεων για την προέλευση και εξέλιξη του ανθρωπίνου είδους, μόλις υπερβαίνει το 50% του πληθυσμού. Γιατί και πώς, όμως, η επιστήμη είναι στο επίκεντρο; Οι απαντήσεις σε ένα εκλαϊκευμένο, γοητευτικά γραμμένο βιβλίο, ενός σημαντικού φυσικού.

Το κείμενο που ακολουθεί έγραψε ο Γιώργος Λ. Ευαγγελόπουλος και δημοσιεύθηκε στο τεύχος 48 του «περιοδικού των βιβλίων« 

Ο Στέφανος Τραχανάς είναι εξαίρετος φυσικός, επιτυχημένος συγγραφέας επιστημονικών συγγραμμάτων κι εμπνευσμένος πανεπιστημιακός δάσκαλος. Μάλιστα, το 2012 του απονεμήθηκε το εθνικό «Βραβείο Εξαίρετης Πανεπιστημιακής Διδασκαλίας Β. Ξανθόπουλου – Στ. Πνευματικού». Το μεγάλο του χάρισμα ως δασκάλου της φυσικής και συγγραφέα πανεπιστημιακών συγγραμμάτων και επιστημονικών μονογραφιών είναι η ικανότητά του να επιλέγει μέσα από ένα σύνολο δεδομένων και πληροφοριών εκείνες που είναι οι πλέον ουσιώδεις, στις οποίες και εφιστά την προσοχή των φοιτητών του και των εν γένει αναγνωστών του, προκειμένου να αποτελέσουν την αφετηρία, τους θεμέλιους λίθους για την κατανόηση της δομής της θεωρίας της φυσικής επιστήμης που προσπαθεί να εξηγήσει. Αποδίδει, επίσης, πρωτεύουσα σημασία στο κεντρικό ερώτημα που οδήγησε στη διατύπωση της κάθε επιστημονικής θεωρίας, καθώς ενίοτε το ερώτημα αυτό επιζεί πολλών διαφορετικών επιστημονικών θεωριών έως ότου απαντηθεί οριστικά, όπως καλά γνωρίζουμε από την ιστορία της επιστήμης.

Τις παραπάνω σπάνιες αρετές των επιστημονικών του κειμένων συναντά, όμως, ο αναγνώστης και στο πρώτο και μοναδικό μέχρι σήμερα βιβλίο του Τραχανά για το ευρύ κοινό, που έχει τίτλο, Το φάντασμα της όπερας – Η επιστήμη στον πολιτισμό μας. Έχοντας εμπνευστεί τον τίτλο του μικρού πονήματός του από το ομώνυμο γνωστό μιούζικαλ, στο οποίο ο ιδιοφυής συνθέτης διευθύνει κρυφά, από το υπόγειο, τις παραστάσεις της όπερας, καθώς γνωρίζει ότι κανείς από τους θεατές δεν θάθελε να αντικρύσει το παραμορφωμένο πρόσωπό του, ο συγγραφέας καταφεύγει στην ωραία αυτή μεταφορά, προκειμένου να τονίσει τη σημασία που έχουν δύο οιονεί «φαντάσματα της όπερας» για την φυσική επιστήμη και τον πολιτισμό μας. Το πρώτο από αυτά είναι ένας θεμέλιος λίθος της κβαντικής μηχανικής, η αρχή της αβεβαιότητας (ή, αλλιώς, της απροσδιοριστίας) του Χάιζενμπεργκ, η οποία «διευθύνει» από τα «έγκατα της ύλης», από το «υπόγειο», την εξέλιξη κρίσιμων φυσικών φαινομένων που οδήγησαν από τη Μεγάλη Έκρηξη στην εμφάνιση νοήμονος ζωής στον πλανήτη μας. Το δεύτερο οιονεί «φάντασμα της όπερας» είναι η ίδια η επιστήμη, πιο σωστά η επιστημονική μέθοδος, η οποία, λόγω του εγγενούς αντιδογματικού της χαρακτήρα και του έλλογου σκεπτικισμού της, είναι μάλλον αποκρουστική για πολλούς συνάνθρωπούς μας, οι οποίοι χαιρετίζουν μεν τα τεχνολογικά επιτεύγματα της επιστήμης και απολαμβάνουν τη χρήση τους, πλην όμως απορρίπτουν τον ορθολογισμό της επιστημονικής μεθόδου και υιοθετούν ανορθολογικές θεωρίες και δόγματα ως κατευθυντήριες αρχές της ατομικής και κοινωνικοπολιτικής τους συμπεριφοράς. Αυτά αποτελούν και τα δύο κεντρικά συμπεράσματα του βιβλίου, τα οποία οφείλουμε να συγκρατήσουμε, ακόμη κι αν λησμονήσουμε πλήρως το υπόλοιπο περιεχόμενό του.

Το πόνημα του Τραχανά χωρίζεται σε δύο μέρη. Το πρώτο μέρος, με γενικό τίτλο «Το φάντασμα στη φύση», αποτελείται από το, κατά την ταπεινή μου γνώμη, καλύτερο κείμενο του βιβλίου, με τον ενδεικτικό τίτλο «Το φάντασμα της όπερας: η αρχή της αβεβαιότητας και η ανάδυση της ζωής στο σύμπαν». Στα άλλα δύο κείμενα που συναπαρτίζουν την πρώτη αυτή ενότητα, ο συγγραφέας ασχολείται, αντιστοίχως, με την κεφαλαιώδους σημασίας συνεισφορά του Γαλιλαίου στον ορισμό και τη μεθοδολογία της σύγχρονης επιστήμης, καθώς και με την ελληνική κληρονομιά σε αυτήν. Το δεύτερο μέρος του βιβλίου, με γενικό τίτλο «Το φάντασμα στον πολιτισμό μας», αποτελείται από πέντε κείμενα των οποίων κεντρικός κοινός άξονας είναι η υπεράσπιση της επιστήμης ως κοινωνικής αξίας έναντι των εχθρών της, παλαιών και νέων. Η υπεράσπιση αυτή της επιστήμης λαμβάνει χώρα με αφορμή ελκυστικά ερωτήματα, όπως το τι μας διδάσκει ο κίνδυνος μιας ενδεχόμενης πυρηνικής καταστροφής για την ανάγκη μιας συνετής τεχνολογικής εφαρμογής των αποτελεσμάτων της βασικής επιστημονικής έρευνας ή, ακόμη, το πώς και σε ποιο βαθμό το ευρύτερο κοινωνικοπολιτικό και πολιτισμικό περιβάλλον, δηλαδή εξωγενείς παράγοντες, ενδέχεται να επηρεάσουν τις εξελίξεις στο εσωτερικό ενός συγκεκριμένου επιστημονικού κλάδου, ιδίως σε περίπτωση κρίσης του τελευταίου (όπως, για παράδειγμα, συνέβη με την φυσική, στην περίοδο της Δημοκρατίας της Βαϊμάρης[1]). Τέλος, στο κείμενο με το οποίο κλείνει το βιβλίο αναπτύσσονται ενδιαφέροντες προβληματισμοί για την ηθική αξία της επιστήμης.

Ας δούμε, όμως, με κάποια μεγαλύτερη λεπτομέρεια, μερικές από τις ωραίες ιδέες και τα ενδιαφέροντα επιχειρήματα τα οποία ο συγγραφέας αναπτύσσει στο βιβλίο του. Στο πρώτο, κιόλας, κεφάλαιο αποδεικνύει γιατί η αρχή της απροσδιοριστίας είναι ο κρυφός συνθέτης μιας υποθετικής όπερας η οποία έχει ως θέμα την εμφάνιση της ανθρώπινης ζωής στον πλανήτη μας. Αποδεικνύει ότι μόνον η αρχή της κβαντικής μηχανικής –και όχι η παλαιά Φυσική- μπορεί να εξηγήσει τρία κρίσιμα μυστήρια: πρώτον, τη σταθερότητα των ατόμων και των μορίων (η οποία εγγυάται τη σταθερότητα της χημικής τους συμπεριφοράς και, κατά συνέπεια, την αξιόπιστη λειτουργία του κυττάρου)· δεύτερον, το πώς ο ήλιος μας κατάφερε να ακτινοβολεί ενέργεια για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα ώστε να καταστεί πιθανή η εμφάνιση ζωής στον πλανήτη μας, τη Γη·  και, τρίτον, γιατί μετά τη Μεγάλη Έκρηξη «έκοψε η κοσμική σούπα» και το σύμπαν έπαυσε να διαστέλλεται ομοιόμορφα, με αποτέλεσμα να γίνει λίγο πυκνότερο σε κάποιες περιοχές του, ώστε, με την περαιτέρω ελκτική δράση της βαρύτητας, να μαζευτεί εκεί η περιβάλλουσα ύλη και να σχηματιστούν έτσι οι γαλαξίες και μέσα σ’ αυτούς τα άστρα, οι πλανήτες και τελικά εμείς.

Σύμφωνα με την «αρχή της απροσδιοριστίας», λοιπόν, στο μικροσκοπικό επίπεδο η θέση και η ταχύτητα ενός στοιχειώδους σωματιδίου δεν μπορεί να είναι ταυτόχρονα γνωστές. Πιο συγκεκριμένα, η σχέση τους περιγράφεται από την ακόλουθη εξίσωση:

(Απροσδιοριστία στη θέση) × (Απροσδιοριστία στην ταχύτητα) σταθερό.

Αυτό σημαίνει ότι, αν η απροσδιοριστία στη θέση μικραίνει, η απροσδιοριστία στην ταχύτητα θα μεγαλώνει, ώστε το γινόμενό τους να παραμένει σταθερό. Επομένως, εάν περιορίσουμε ένα σωματίδιο σε μια μικροσκοπική περιοχή, η απροσδιοριστία στη θέση του θα είναι πολύ μικρή, οπότε η απροσδιοριστία στην ταχύτητά του θα είναι πολύ μεγάλη, οπότε –προσέξτε το αυτό- και η ταχύτητά του η ίδια θα είναι μεγάλη κατά μέσο όρο. Επειδή, όμως, η ταχύτητά του θα είναι μεγάλη κατά μέσο όρο, θα είναι μεγάλη και η κινητική ενέργεια που υποχρεούται να έχει! Ή, όπως πολύ ωραία το θέτει, με ακόμη πιο απλά λόγια, ο συγγραφέας, «όσο μικρότερη είναι η φυλακή του, τόσο ‘ζωηρότερο’ γίνεται το σωματίδιο» (σελ. 28), τόσο περισσότερο «αγριεύει» και «αντιστέκεται» στην «φυλάκισή» του σε πολύ μικρό χώρο.

Είμαστε πλέον σε θέση να εξηγήσουμε τα τρία προαναφερθέντα μυστήρια. Ο ατομικός πυρήνας είναι η πιο μικροσκοπική φυλακή που υπάρχει στην φύση, άρα «είναι γίγαντας ενέργειας, επειδή είναι νάνος μεγέθους» (σελ. 29). Κατά συνέπεια, ο ήλιος μας, όπως και κάθε ήλιος, μπορεί να ζει επί δισεκατομμύρια χρόνια, επειδή δεν χρησιμοποιεί κοινό χημικό καύσιμο αλλά πυρηνικό, δηλαδή κάνει πυρηνικές αντιδράσεις κατά τις οποίες εκλύεται τεράστια ενέργεια που προκύπτει από τη διαδικασία σύντηξης, στην οποία εμπλέκεται και η «αρχή της απροσδιοριστίας». Η μακροβιότητα του ήλιου είναι αναγκαία, όμως, προϋπόθεση για να υπάρχει η πιθανότητα να εμφανιστεί ζωή σε κάποιον κατάλληλο πλανήτη, όπως συνέβη με τη Γη. Έχει υπολογιστεί ότι ο ήλιος πρέπει να ακτινοβολεί ενέργεια για τουλάχιστον ένα δισεκατομμύριο χρόνια, καθώς τόσα απαιτούνται «για να σχηματιστούν στην αρχέγονη ατμόσφαιρα του πλανήτη, υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας του ήλιου του, τα βασικά βιολογικά μόρια που συσσωρεύονται στους ωκεανούς, για να συνεχιστεί εκεί η διαδικασία της χημικής εξέλιξης μέχρι την εμφάνιση του πρώτου αυτοαναπαραγόμενου κυττάρου» (σελ. 25), της πρωτόγονης ζωής.

Λύθηκε, έτσι το δεύτερο από τα προαναφερθέντα μυστήρια και προχωράμε στην επίλυση του πρώτου, που αφορά την εξήγηση της σταθερότητας των ατόμων.  Εάν ίσχυε η παλαιά φυσική, τότε τα άτομα, λόγω της περιφοράς των ηλεκτρονίων γύρω από τους πυρήνες τους, θα συμπεριφέρονταν ως μικροσκοπικές κεραίες και, επομένως, θα εξέπεμπαν ηλεκτρομαγνητικά κύματα, με αποτέλεσμα τα ηλεκτρόνια να χάνουν διαρκώς ενέργεια και τελικά να πέφτουν στον πυρήνα σε απειροελάχιστο χρόνο. Αν, όμως, αυτό συνέβαινε, εάν δηλαδή τα ηλεκτρόνια έπεφταν στον πυρήνα, τότε, η θέση τους θα ήταν προσδιορισμένη με μεγάλη ακρίβεια, οπότε σύμφωνα με την εξίσωση που περιγράφει την «αρχή της απροσδιοριστίας», θα μεγάλωνε αντίστοιχα η απροσδιοριστία στην ταχύτητά τους, πράγμα που σημαίνει ότι θα ανέπτυσσαν μια μεγάλη μέση ταχύτητα που θα τα εκτόξευε ξανά μακριά από την πυρήνα! Επιπλέον, το άτομο είναι τελείως κούφιο, είναι ένας κενός χώρος που παριστάνει απλώς την περιοχή –το λεγόμενο «νέφος πιθανότητας»- όπου είναι πιθανό να βρεθεί το ηλεκτρόνιο. Ομοίως, είναι κούφια και τα σωματίδια που αποτελούν τη μακροσκοπική ύλη (αφού τα ηλεκτρόνια και οι πυρήνες έχουν πρακτικά μηδενικό όγκο), οπότε κι εμείς οι ίδιοι είμαστε στην κυριολεξία κούφιοι (άδειοι!). Φαινόμαστε, όμως, συμπαγείς μόνον και μόνον επειδή η «αρχή της απροσδιοριστίας» δεν επιτρέπει στα σωματίδια που μας αποτελούν να στριμωχτούν το ένα δίπλα στο άλλο, αλλά τα κρατάει σε απόσταση. Όπως τόσο εύγλωττα το διατυπώνει ο συγγραφέας, «η αρχή της αβεβαιότητας όχι μόνο είναι φάντασμα η ίδια, αλλά δίνει και στα σωματίδια του μικρόκοσμου μια σχεδόν φαντασματική ύπαρξη!» (σελ. 30).

Όσο για την εξήγηση του τρίτου μυστηρίου που αφορά την εξήγηση του πώς έσπασε η ομοιομορφία στην κατανομή της κοσμικής ύλης και ενέργειας μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, προκύπτει και αυτή από την «αρχή της απροσδιοριστίας», σε συνδυασμό με την εκρηκτική διαστολή του σύμπαντος στα πρώτα κλάσματα του δευτερολέπτου. Και τούτο, διότι πάλι σύμφωνα με την εξίσωση που περιγράφει την «αρχή της απροσδιοριστίας», η κατάσταση ελάχιστης δυνατής ενέργειας του σύμπαντος όχι μόνον δεν είναι μια κατάσταση ηρεμίας με μηδενική ενέργεια, αλλά είναι επιπλέον μια κατάσταση ανομοιόμορφης κατανομής αυτής της ενέργειας στο σύμπαν. Όπως έξοχα το συμπυκνώνει ο Τραχανάς, «η ενέργεια του σύμπαντος δεν μπορεί ούτε να μην είναι εκεί, ούτε και να κατανέμεται ομοιόμορφα στον χώρο» (σελ. 32).

Αξίζει να τονιστεί, στο σημείο αυτό, ότι η τόσο ακριβής και συνάμα εύληπτη από το ευρύ κοινό παρουσίαση του περιεχομένου της «αρχής της απροσδιοριστίας» μας βοηθά να εντοπίσουμε την συχνά εσφαλμένη επίκλησή της από διαφόρους συγγραφείς, στην προσπάθειά τους να την συσχετίσουν με κάποιες καθαρά φιλοσοφικές προσλήψεις της έννοιας της απροσδιοριστίας, που ενδέχεται μεν να είναι ενδιαφέρουσες, πλην όμως δεν έχουν καμία απολύτως σχέση με την «αρχή της απροσδιοριστίας» του Χάιζενμπεργκ.[2] Δυστυχώς, η εν λόγω αρχή της κβαντικής μηχανικής, όπως και «το θεώρημα της μη πληρότητας» του Γκαίντελ, συχνότατα παρανοούνται ως προς το περιεχόμενό τους και, κατά συνέπεια, ως προς τη δυνατότητα εφαρμογής τους σε διάφορες περιοχές του θεωρητικού λόγου, πέρα από την επικράτεια της φυσικής και των μαθηματικών, αντιστοίχως.[3]

Ο Τραχανάς ολοκληρώνει την αναφορά του στην «αρχή της απροσδιοριστίας», συνδέοντάς την με το πρόβλημα της ελεύθερης βούλησης. Συγκεκριμένα, επισημαίνει ότι «αν οι χημικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στον εγκέφαλό μας διέπονται από κβαντικούς νόμους –δηλαδή από την αρχή της αβεβαιότητας- τότε σίγουρα το φάντασμα είναι μέσα στο μυαλό μας» (σελ. 36). Ακόμη κι έτσι, όμως, να είναι τα πράγματα από πλευράς νευροχημείας της ανθρώπινης συμπεριφοράς, ο συγγραφέας διερωτάται μήπως η «αρχή της απροσδιοριστίας» δεν αποτελεί εντέλει τον εγγυητή της υπαρξιακής μας ελευθερίας αλλά, αντιθέτως, «την υπονομεύει με έναν πιο ‘ύπουλο’ τρόπο» (σελ. 37), καθόσον μας οδηγεί να αναρωτηθούμε εάν είμαστε εμείς που αποφασίζουμε ή το φάντασμα μέσα μας, το οποίο παίζει μάλιστα ζάρια! Σπεύδει, όμως, αμέσως μετά, να μας καθησυχάσει ότι τα πράγματα δεν είναι τόσο τραγικά, αφού «ουδείς φυσικός νόμος θα μας απαλλάξει ποτέ από το ευλογημένο βάρος της ελευθερίας μας» (σελ. 39). Έτσι, αφού  παραθέσει την εκπληκτική σωκρατική απάντηση στο πρόβλημα της ελεύθερης βούλησης –όπως αποδίδεται στον πλατωνικό Φαίδωνα-, ο συγγραφέας καταλήγει ότι το πρόβλημα της ελεύθερης βούλησης μόνον μέσω του φιλόσοφου λόγου και της μεγάλης τέχνης μπορεί να προσεγγιστεί –όπως, άλλωστε, και όλα τα υπόλοιπα μεγάλα προβλήματα της ανθρώπινης ύπαρξης.

Εξαιρετικά ενδιαφέρουσες είναι και οι επισημάνσεις που κάνει ο Τραχανάς στο δεύτερο κεφάλαιο του πρώτου μέρους του βιβλίου του, στο οποίο χρησιμοποιώντας τη σαγηνευτική μορφή ενός υποθετικού διαλόγου του δασκάλου με τον μαθητή του, αναλύει τη μεγάλη προσφορά του Γαλιλαίου στη θεμελίωση της σύγχρονης επιστήμης. Αυτή συμπυκνώνεται στις ακόλουθες δύο μεγάλες συμβολές του σ’ αυτήν: πρώτον, στην ιδέα του για τον μαθηματικό χαρακτήρα  των φυσικών νόμων, η οποία ανανέωσε και «στερέωσε» την εμπιστοσύνη στην παλιά ελληνική ιδέα περί νομοκρατούμενης φύσης, που, με τη σειρά της, εδράζεται στην πίστη περί βαθύτερης απλότητας και γνωρισιμότητας του κόσμου· δεύτερον, στην εισαγωγή του πειράματος στην φυσική επιστήμη, γεγονός εξαιρετικής σημασίας όχι μόνον γι’ αυτήν – αφού έκτοτε το πείραμα και η παρατήρηση, κι όχι πλέον οι φιλοσοφικές θεωρήσεις του κόσμου, αποτελούν τα «δικαστήρια» των φυσικών θεωριών-, αλλά και για τη συγκρότηση της έννοιας της επιστημονικής κοινότητας, όπως και για το ευρύτερο αξιακό σύστημα του πολιτισμού μας. Και τούτο διότι ο θεμελιώδης αντιδογματισμός κι ο έλλογος σκεπτικισμός της φυσικής επιστήμης, που απορρέουν από την φύση και τον σκοπό της πειραματικής μεθόδου, φιλοδοξούν να επηρεάζουν, δηλαδή να «εξορθολογίζουν», εκδηλώσεις της ατομικής και συλλογικής μας συμπεριφοράς (όχι πάντοτε με επιτυχία, δυστυχώς!).

Όσον αφορά την ιδέα του Γαλιλαίου περί του μαθηματικού χαρακτήρα των φυσικών νόμων, αξίζει ειδικότερα να τονιστεί πως η περίφημη φράση του ότι «Το βιβλίο της φύσης είναι γραμμένο στη γλώσσα των μαθηματικών» κρύβει πολύ βαθύτερο περιεχόμενο απ’ όσο αρχικά φαίνεται. Και τούτο διότι, εφόσον οι φυσικοί νόμοι διατυπώνονται σε μαθηματική μορφή, τα μαθηματικά τους προσδίδουν τη δική τους αυστηρότητα, δηλαδή τους καθιστούν, κατά κάποιο τρόπο, «αναγκαίους» για την περιγραφή της φύσης. Μάλιστα, ο Γαλιλαίος συνέδεσε άρρηκτα το πείραμα με τη μαθηματική διατύπωση των φυσικών νόμων, καθώς όχι μόνον διεξήγαγε το πείραμα για την ελεύθερη πτώση των σωμάτων αλλά κατάφερε να γράψει και την εξίσωση που περιγράφει το διάστημα που διανύει ένα σώμα πέφτοντας· το διάστημα αυτό είναι ανάλογο του τετραγώνου του χρόνου που πέρασε από τη στιγμή που αφήσαμε το σώμα να πέσει. Από εκείνη την στιγμή και μετά, η σχέση πειράματος και μαθηματικής διατύπωσης ενός φυσικού νόμου έγινε άρρηκτη. Η διαπίστωση αυτή με παρέπεμψε σε μια ωραία επισήμανση του Δημήτρη Χριστοδούλου -μαθηματικού με λαμπρές συμβολές στη μελέτη της γενικής σχετικότητας και της υδροδυναμικής- που αφορά την σχέση των μαθηματικών, της θεωρητικής φυσικής και  του πειράματος:

Εκείνο που τονίζεται λιγότερο συχνά είναι ότι αφού οι θεωρητικοί φυσικοί διατυπώσουν τους νόμους, επιστρέφουν και πάλι στα μαθηματικά, για να ‘συνδέσουν’ αυτούς τους νόμους με το πείραμα. Πώς, όμως, θα καταστεί δυνατή η ‘σύγκριση’ των νόμων με αποτελέσματα του πειράματος; Είναι σαφές ότι μόνον οι λύσεις των εξισώσεων στις οποίες διατυπώνονται οι νόμοι συγκρίνονται με τα πειραματικά αποτελέσματα, και όχι οι ίδιες οι εξισώσεις. Κατά την επίλυση των εξισώσεων, τα μαθηματικά επανέρχονται, έχοντας έναν νέο ρόλο, εντελώς διαφορετικό. Στην περίπτωση της εργασίας του Νεύτωνα, για παράδειγμα, μιλάμε για επιστημονική επανάσταση διότι έχουμε (1) διατύπωση των νόμων (μαθηματική), (2) επίλυση των εξισώσεων των εν λόγω νόμων (επίσης μαθηματική) και (3) πειραματική ή παρατηρησιακή επαλήθευση των αποτελεσμάτων.

Τα μαθηματικά τα οποία επαρκούν για τη διατύπωση των νόμων δεν επαρκούν πάντοτε και για την επίλυση των σχετικών εξισώσεων. Η εργασία, λοιπόν, που γίνεται στο δεύτερο στάδιο αποτελεί συχνά αφετηρία επινόησης καινούργιων μαθηματικών, και έτσι προάγεται η έρευνα. Η επίλυση, λόγου χάρη, του «προβλήματος των τριών σωμάτων», που τέθηκε από τον Νεύτωνα, οδήγησε στις χαμιλτωνιανές μεθόδους, οι οποίες, με τη σειρά τους, εμφάνισαν μια καινούργια δομή, που δεν ήταν προφανής από την αρχή. Τελικά, η χαμιλτωνιανή μηχανική αποτέλεσε την ‘αφετηρία’ για τη θεμελίωση της κβαντικής θεωρίας.[4]

Ο Τραχανάς, όμως, στο δοκίμιο του για τη γαλιλαιική παράδοση στη επιστήμη, αναφέρεται, επίσης, στον Ευγένιο Βίγκνερ και την περίφημη φράση του για την παράλογη αποτελεσματικότητα των μαθηματικών στη φυσική επιστήμη,[5] για να τονίσει ότι η μαθηματική περιγραφή της φύσης που προετοιμάστηκε από τον Γαλιλαίο, ξεκίνησε θριαμβευτικά με τον Νεύτωνα και συνεχίζεται μέχρι σήμερα, μας επέτρεψε να φτάσουμε έως το σημείο όχι απλώς να ανακαλύπτουμε τους φυσικούς νόμους και να τους διατυπώνουμε σε μαθηματική μορφή, αλλά και να διερωτόμαστε και γιατί να έχουν αυτή τη μορφή και όχι άλλη. Μάλιστα, ο ίδιος ο Βίγκνερ ανέπτυξε, στο πλαίσιο της φυσικής, το μαθηματικό εργαλείο, τη θεωρία ομάδων, «που μας επιτρέπει να μελετήσουμε τις συμμετρίες τις οποίες διαρκώς ανακαλύπτουμε ότι υπάρχουν στους φυσικούς νόμους και ίσως να είναι αυτές που καθορίζουν ακόμα και την ίδια τη μορφή τους» (σελ. 46-47).[6] Σκοπός, μάλιστα, των φυσικών –φιλοδοξία τους που φτάνει στα όρια της ύβρεως, όπως γράφει ο Τραχανάς- είναι να μπορέσουν κάποτε να διατυπώσουν μια τελική θεωρία όπου όλοι οι νόμοι της φύσης θα μπορούν να συμπυκνωθούν σε μια μαθηματική εξίσωση, που και αυτή θα απορρέει μονοσήμαντα από μια απλούστατη αρχή συμμετρίας.[7]

Στο κεφάλαιο για την ελληνική κληρονομιά στην επιστήμη, ο συγγραφέας ξεκαθαρίζει από την αρχή και, μάλιστα, με τον πιο εμφατικό τρόπο, ότι η επιστήμη έχει μεν τόπο καταγωγής και κυρίως γλώσσα που τη γέννησε, πλην όμως αυτή ανήκει, όπως και η μεγάλη τέχνη, στην ανθρωπότητα. Προσθέτει ακόμη ότι πραγματικός κληρονόμος μιας μεγάλης πνευματικής παράδοσης είναι αυτός που μπορεί να εμπνευστεί από αυτήν, να την εκφράσει δια των έργων του και να την πάει παραπέρα. Κι εδώ, πάλι μέσα από έναν ωραίο υποθετικό διάλογο του δασκάλου με τον μαθητή του, μαθαίνουμε ότι η ελληνική κληρονομιά στην φυσική επιστήμη συνίσταται, εκτός από την ιδέα περί νομοκρατούμενης φύσης, στην ατομική υπόθεση και στην ιδέα ενός νόμου που διέπει την κίνηση. Η βασική ιδέα των Ελλήνων ατομικών φιλοσόφων είναι η ίδια με αυτή που οδήγησε μέχρι την πρόσφατη ανακάλυψη του σωματιδίου Χιγκς, καθόσον πίστευαν ότι η εξήγηση των ιδιοτήτων της ύλης πρέπει να αναζητηθεί, όχι στην επιφάνεια των πραγμάτων, αλλά σε οντότητες όλο και πιο απομακρυσμένες από την επιφάνεια  που θέλουμε να εξηγήσουμε. Πρόκειται για την πιο ευφάνταστη και πιο πρόωρα διατυπωμένη θεωρία στην ιστορία της φυσικής, οπότε μάλλον δεν πρέπει να απορεί κανείς που ο Ρίτσαρντ Φάινμαν θεωρούσε ότι εάν, ύστερα από κατακλυσμό, έπρεπε να διασωθεί μια μόνον φράση που θα παρείχε στις επόμενες γενιές πλασμάτων τη  μέγιστη δυνατή πληροφόρηση με τις λιγότερες δυνατές λέξεις, αυτή έπρεπε να είναι η ατομική υπόθεση: ότι όλα τα πράγματα είναι φτιαγμένα από άτομα.[8] Όσο για την ιδέα των Αρχαίων Ελλήνων για τον νόμο που διέπει την κίνηση, μπορεί ο αριστοτελικός νόμος  της κίνησης να αποδείχθηκε εσφαλμένος, αλλά, όπως συνέβη και με την ατομική υπόθεση, διαμόρφωσε το σχετικό πλαίσιο συζήτησης στην φυσική επιστήμη για τους πολλούς αιώνες που ακολούθησαν.

Στα πέντε κείμενα που αποτελούν το δεύτερο μέρος του βιβλίου του Τραχανά δεν θα αναφερθώ αναλυτικά. Όπως ήδη έχω σημειώσει, κεντρική τους ιδέα είναι αξία της επιστήμης ως κορυφαίου πολιτισμικού αγαθού και κοινωνικής αξίας. Στους παλαιούς εχθρούς της επιστήμης, που υπήρξαν ανέκαθεν όλοι οι οπαδοί των θεωριών των πάσης φύσεως συνωμοσιών αλλά και των δογματικών θεωρήσεων της ζωής και του κόσμου, προστέθηκαν, δυστυχώς, και νέοι, όπως είναι ο μη διανοούμενος επιστήμονας, ο τεχνικός  της επιστήμης. Ο τελευταίος, όπως επισημαίνει ο Τραχανάς, μπορεί να έχει άριστες γνώσεις στην επιστημονική ειδίκευσή του αλλά δεν μετέχει του νοήματος της επιστήμης ως πνευματικού αγαθού και ως απελευθερωτικής δύναμης του ανθρώπου, όπως την οραματίστηκε ο Διαφωτισμός και η μεγάλη πνευματική παράδοση που δημιούργησε. Τα εκπαιδευτικά συστήματα σε πολλά κράτη του σύγχρονου κόσμου δεν κατάφεραν να ανεβάσουν το οιονεί «φάντασμα της όπερας» που λέγεται επιστήμη από το «υπόγειο» στην σκηνή. Έτσι, σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, στην Ελλάδα, για παράδειγμα, η αποδοχή του δαρβινισμού και της εξελικτικής βιολογίας ως επιστημονικών εξηγήσεων για την προέλευση και εξέλιξη του ανθρωπίνου είδους, μόλις υπερβαίνει το 50% των ερωτηθέντων.

Αλλά και όσον αφορά την κατάσταση στη διεθνή πολιτική, οι φανατικοί και οι μισαλλόδοξοι φαίνεται να φιλοδοξούν να ξαναπάρουν το πάνω χέρι σε πολλά μέρη του κόσμου, καθώς η κοινωνική απήχησή τους μεγαλώνει. Μήπως εντέλει η Ευρώπη ξαναγίνεται η «σκοτεινή ήπειρος» του Μάρκ Μαζάουερ[9] και η Μέση Ανατολή ένας χώρος συγκρίσιμος, ως προς τη βία και την περιφρόνηση της εγγενούς αξίας της ανθρώπινης ζωής, ακόμη και με τον Μεσαίωνα;  Ας ελπίσουμε πως όχι, προσδoκώντας ότι ο ορθολογισμός, που αποτελεί το κοινό θεμέλιο της επιστήμης και της δημοκρατίας, θα κυριαρχήσει ως γνώμονας της συμπεριφοράς ανθρώπων και λαών. Προς το παρόν, όμως, ο Στήβεν Πίνκερ, που στο πολυσέλιδο βιβλίο του, The Better Angels of Our Nature,[10] υποστηρίζει ότι η βία σταδιακά μειώνεται στον κόσμο μας, καθώς η νεωτερικότητα και οι πολιτισμικοί θεσμοί της μας κάνουν καλύτερους ανθρώπους, δεν φαίνεται, δυστυχώς, να δικαιώνεται. Μακάρι να πρόκειται απλώς για μια πρόσκαιρη οπισθοχώρηση της Ιστορίας.

___________________________________________

[1] Αφορμή γι’ αυτό το κείμενο του Τραχανά, που έχει τίτλο «Επιστήμη σε ανήσυχους καιρούς: η κβαντομηχανική και η Δημοκρατία της Βαϊμάρης», έδωσε η έκδοση του ενδιαφέροντος βιβλίου, Η κρίση στη Φυσική και η Δημοκρατία της Βαϊμάρης – Η πολιτισμική ιστορία της Κβαντικής Θεωρίας, επιμέλεια: Θόδωρος Αραμπατζής – Κώστας Γαβρόγλου, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο, 2012.

[2] Βλ. Γιώργος Λ. Ευαγγελόπουλος, Μαθηματικά και Φυσική, μια ιδιαίτερη σχέση – Με αφορμή σκέψεις του Κορνήλιου Καστοριάδη, εκδόσεις Ευρασία, Αθήνα, 2010, σελ. 68-74.

[3] Για την παρανόηση και καταχρηστική επίκληση του «θεωρήματος μη πληρότητας» του Γκαίντελ, βλ. Jacques Bouveresse, Γοητευτικές και παραπλανητικές ακροβασίες της φιλοσοφίας, μετάφραση Τερέζα Μπούκη, Εκδόσεις Πατάκη, Αθήνα, 2002, καθώς και το πιο «τεχνικό» βιβλίο του Torkel Franzén, Gödels TheoremAn Incomplete Guide To Its Use and Abuse, A K Peters, Γουέλσλεϋ, Μασαχουσέτη, 2005.

[4] Bλ. τη συνέντευξη του Δημήτρη Χριστοδούλου στο QuantumΠεριοδικό για τις φυσικές επιστήμες και τα μαθηματικά 2(2): 30-35 και 60.

[5] Βλ. το φιλοσοφικό βιβλίο του Mark Steiner, The Applicability of Mathematics as a Philosophical Problem, Harvard University Press, Κέμπριτζ, Μασαχουσέτη, 1998.

[6] Βλ. Αντιγόνη Νονού, «Η έννοια της συμμετρίας στις κβαντικές θεωρίες πεδίου και ο ρόλος των συμμετρικών δομών στην επιστημονική εξήγηση», Δευκαλίων 23 (2): 323-342, όπου η συγγραφέας αναδεικνύει το πόση σημαντική είναι η έννοια της συμμετρίας και ο ρόλος των συμμετρικών δομών  στην επιστημονική εξήγηση, αλλά και πόσο δύσκολα ερωτήματα ανακύπτουν, εν προκειμένω, τόσο για τους φυσικούς, όσο και για τους φιλοσόφους της φυσικής.

[7] Για την έννοια της «εξήγησης» (explanation) στην φυσική και τα όριά της (όπως, π.χ., σε τι είδους καθολικών νόμων της φύσης μπορούμε να ελπίζουμε ότι θα φτάσουμε κάποτε), βλ. το έξοχο κείμενο του Steven Weinberg, “Can Science Explain Everything? Anything?”, που περιέχεται στο βιβλίο του, Lake Views – this world and the universe, The Belknap Press of Harvard University Press, Κέμπριτζ, Μασαχουσέτη, 2009, σελ. 6-23.

[8] Richard Feynman, Robert Leighton & Matthew Sands, The Feynman Lectures on Physics: The Definite Edition, τόμος 1, κεφάλαιο 1 (“Atoms in Motion”), ενότητα 1-2 (“Matter is made of atoms”), Addison Wesley, Ρέντινγκ, Μασαχουσέτη, 2005.

[9] Mark Mazower, Σκοτεινή Ήπειρος – Ο ευρωπαϊκός εικοστός αιώνας, μετάφραση Κώστας Κουρεμένος, Εκδόσεις Αλεξάνδρεια, Αθήνα, 2001.

[10] Steven Pinker, The Better Angels of Our Nature – The Decline of Violence in History and its Causes, Allen Lane, Λονδίνο, 2011.