Σάββατο, 13 Μαρτίου 2010

Οι θεμελιωτές της κβαντικής θεωρίας, οι Σχολές Κοπεγχάγης - Γκέτινγκεν.


Με χαρά αναρτώ την εργασία του συνάδελφου Θοδωρή Παπασγουρίδη για αυτούς που «ανέτρεψαν τον Νεύτωνα» τους θεμελιωτές της Κβαντομηχανικής, εργασία που υπάρχει και στο Υλικό Φυσικής – Χημείας.
Προσφορά στους μαθητές του, το 2003, τότε με την θεατρική παράσταση για τη Σχολή της Κοπεγχάγης.
Τελικά την παράσταση «τίμησαν με την παρουσία τους» πιο πολλά παιδιά της θεωρητικής κατεύθυνσης.


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:
a. Υπάρχουν οι βασικές οντότητες της ατομικής φυσικής , όπως τα ηλεκτρόνια, τα φωτόνια, κ.λ.π., ανεξάρτητα από τις παρατηρήσεις των φυσικών ;
b. 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 ;
c. 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 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 , 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».
Παπασγουρίδης Θοδωρής



Οι φωτογραφίες από το βιβλίο Ιστορία της Φυσικής Τόμος Β, Από τις ακτίνες Χ εως τα κουάρκ EMILIO SEGRE Μετάφραση Νίκος Κοτρίδης Εκδόσεις Διάυλος Αθήνα 1997
και από το βιβλίο Μodern Physics Walter Fuchs
τα γραμματόσημα από την ιστοσελίδα Physics Related Stamps

1 σχόλιο:

teagan είπε...

«ΚΟΠΕΓΧΑΓΗ» - ΘΕΑΤΡΟ ΕΞΑΡΧΕΙΩΝ:

Η ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΣΤΟΝ ΑΝΕΜΟΣΤΡΟΒΙΛΟ ΤΟΥ ΙΜΠΕΡΙΑΛΙΣΜΟΥ

Της Αμαλίας Γιακουμίδου

Στο «Θέατρο Εξαρχείων» παίζεται αυτές τις μέρες το έργο του Μάικλ Φρέιν «Κοπεγχάγη», σε σκηνοθεσία του Τάκη Βουτέρη. Παίζουν οι ηθοποιοί Ανίτα Δεκαβάλα (Μαργκρέτε Μπορ), Στέφανος Κυριακίδης (Νίλς Μπορ) και Τάκης Βουτέρης (Βέρνερ Χάιζενμπεργκ).

Το γεγονός στο οποίο βασίζεται το έργο είναι αληθινό. Είναι η επίσκεψη του διάσημου φυσικού Βέρνερ Χάιζενμπεργκ στο σπίτι του δασκάλου του Νίλς Μπορ, το 1941, στην υπό χιτλερική κατοχή Κοπεγχάγη και η συζήτησή τους στον περίπατο που ακολούθησε για να αποφύγουν τυχόν τοποθετημένα από τους Ναζί μικρόφωνα. Το τι ήλπιζε να καταφέρει ο Χάιζενμπεργκ από αυτή τη συζήτηση είναι αμφιλεγόμενο.

Ο Γερμανός Βέρνερ Χάιζενμπεργκ(1901-1976) και ο Δανός Νήλς Μπορ (1885-1962), ήταν από τους θεμελιωτές της Κβαντικής Θεωρίας που άνοιξε νέους ορίζοντες στο πεδίο της Φυσικής και σηματοδότησε την αναγγελία θανάτου της Νευτώνειας μηχανικής. Οι νόμοι της Κβαντομηχανικής βρίσκονται σε τέλεια συμφωνία με το Διαλεκτικό Υλισμό.

Ο Χάιζεμπεργκ όμως ανέπτυξε τη δική του ιδιότυπη εκδοχή της κβαντομηχανικής. Ήταν αρνητής της αιτιοκρατίας και θεμελιωτής της «αρχής της αβεβαιότητας». Ολόκληρη η προσέγγισή του είναι διαποτισμένη από την επιμονή του να επιβάλει την σφραγίδα του ιδεαλισμού πάνω στη νέα επιστήμη. Όπως και ο Μπορ, που ήταν θεμελιωτής της «αρχής της συμπληρωματικότητας» και της «αρχής της αντιστοιχίας», ο Χάιζενμπεργκ έφτασε στο σημείο να δηλώσει ότι «είναι λάθος να πιστεύουμε ότι η αποστολή της Φυσικής είναι να ανακαλύψει πως είναι η φύση. Η Φυσική ασχολείται με ότι μπορούμε να πούμε εμείς για τη φύση». Οι παραπάνω φυσικοί άνηκαν στην «σχολή της Κοπεγχάγης» και ήταν ένθερμοι υποστηρικτές του υποκειμενικού ιδεαλισμού, ο οποίος αντιτίθεται σε ολόκληρη την μεθοδολογία της επιστήμης.

Εκείνο στο οποίο πρέπει να σταθούμε στο έργο είναι η ανάδειξη του ρόλου των επιστημόνων μέσα σε ένα συγκεκριμένο κοινωνικό πλαίσιο, στην προκειμένη περίπτωση στον καπιταλισμό κατά τη φάση της ιμπεριαλιστικής του παρακμής και ειδικότερα μέσα στη δίνη μιας μεγάλης πολεμικής σύγκρουσης εθνικών καπιταλιστικών συμφερόντων. Σε τέτοιες συνθήκες οι επιστήμονες γίνονται περισσότερο από κάθε άλλη περίσταση δέσμιοι των ιδεολογικών και κοινωνικών τους προκαταλήψεων και επιρροών και τους βλέπουμε τελικά να τείνουν να μετατρέπονται σε υποχείρια του συστήματος. Οι θεατές του έργου ανακαλύπτουν πως οι επιστημονικές ερμηνείες της φύσης δεν πηγάζουν από μια αυτόνομη και έξω από την κοινωνία έρευνα των επιστημόνων, αλλά βρίσκονται κάτω από την επίδραση κοινωνικών πιέσεων που τείνουν να μετατρέπουν τους επιστήμονες σε μισθωτούς εργάτες της άρχουσας τάξης.

Οι ηθοποιοί ερμήνευσαν με επιτυχία ένα εξαιρετικά δύσκολο έργο. Ο ρόλος τους είχε διπλό χαρακτήρα, τον καθαρά υποκριτικό, όπου έπρεπε να μετουσιωθούν στους χαρακτήρες του έργου και τον ηθοπλαστικό, όπου έπρεπε να μεταδώσουν με αμεσότητα τα μηνύματα του συγγραφέα στους ακροατές. Τα πέτυχαν εξαιρετικά και τα δύο.