ΧΡΗΣΤΟΣ ΚΕΦΑΛΗΣ
1.Η ζωή και το έργο του Φέινμαν
Ο Ρίτσαρντ Φέινμαν γεννήθηκε στη Νέα Υόρκη το 1918. Σπούδασε στο ΜΙΤ και έκανε το διδακτορικό του στο Πρίνστον. Τα χρόνια του πολέμου συμμετείχε στην ομάδα που κατασκεύασε την ατομική βόμβα. Ωστόσο, συνειδητοποιώντας την καταστροφική ισχύ της, δεν ξαναεργάστηκε ποτέ για το στρατό. Αργότερα, ο συνεργάτης του Φρ. Ντάισον θα θυμόταν πως, στη διάρκεια ενός ταξιδιού τους το 1946, του απαριθμούσε τους κινδύνους και τις βλαπτικές συνέπειες της ατομικής βόμβας σε όλες τις πόλεις που διέσχιζαν.
Μετά τον πόλεμο δίδαξε θεωρητική φυσική στο Πανεπιστήμιο του Κόρνελ και από το 1951είχε την ίδια έδρα στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνια (Caltec). Το επιστημονικό του έργο κάλυψε πλατύ φάσμα θεμάτων, από την υπερρευστότητα ως τις ασθενείς αλληλεπιδράσεις των ηλεκτρονίων στα κρυσταλλικά πλέγματα. Ωστόσο, έμεινε κυρίως γνωστός για τη διατύπωση της Κβαντικής Ηλεκτροδυναμικής (QED), της πιο εξελιγμένης θεωρίας για τις ηλεκτρομαγνητικές επιδράσεις. Γι’ αυτή την εργασία του απονεμήθηκε άλλωστε το Νόμπελ φυσικής το 1965 (μαζί με τους Σβίνγκερ και Τομονάγκα). Σημαντική ήταν ακόμη η συνεισφορά του στις ενοποιημένες φυσικές θεωρίες.
Ως άνθρωπος, ο Φέινμαν διακρινόταν για το καυστικό πνεύμα και το χιούμορ του, στοιχεία εμφανή και στην αυτοβιογραφία του, Σίγουρα θα Αστειεύεστε κε Φέινμαν, την οποία εξέδωσε το 1985. Στα επιστημονικά του προτερήματα περιλαμβάνονταν η σπάνια οξύνοια, η φαντασία και η διαισθητική εμβάθυνση, που του επέτρεψαν να βάλει το στίγμα του στην εξέλιξη της σύγχρονης φυσικής. Από τους μεγαλύτερους επιστημονικούς εκλαϊκευτές, συνέγραψε πολλά έργα, μεταξύ των οποίων το κλασικό Οι Διαλέξεις του Φέινμαν για τη Φυσική (3 τόμοι, 1964-66) πούλησε πάνω από 1.500.000 αντίτυπα. Πέθανε το 1988.
2.Η QED, επιστημονικό μοντέλο του μικρόκοσμου
Με τον Χάιζενμπεργκ η σύγχρονη φυσική αναγνώρισε το διαλεκτικό χαρακτήρα της φυσικής πραγματικότητας, ενώ ο Μπορ διόρθωσε και ανασκεύασε τις ιδεαλιστικές συγχύσεις, διάχυτες στην αρχική φάση της κβαντικής επανάστασης. Και οι δυο τους, ωστόσο, δεν αντιμετώπισαν το θέμα του τρόπου, της διαλεκτικής μεθόδου με την οποία η φυσική επιστήμη προσεγγίζει τη διαλεκτική πραγματικότητα. Αυτό έμελλε να είναι ουσιαστικά το περιεχόμενο της δεύτερης φάσης στην εξέλιξη της κβαντικής θεωρίας, πρωταγωνιστής της οποίας υπήρξε ο Φέινμαν.
Η θεωρία του της QED σήμανε μια ποιοτική εκλέπτυνση της ορθόδοξης κβαντομηχανικής, που προήλθε μέσα από τη συνεπή γενίκευση και εφαρμογή των αρχών της. Στην αρχική εκδοχή του Μπορ και του Χάιζενμπεργκ η αρχή της κβάντωσης εφαρμοζόταν στη φωτεινή ακτινοβολία, όπως όταν ένα ηλεκτρόνιο του ατόμου απορροφά ένα εξωτερικό φωτόνιο. Τώρα αυτή επεκτάθηκε στις δυνάμεις μεταξύ των στοιχειωδών σωματίων, που επίσης θεωρούνται κβαντισμένες.
Η ιδέα είναι ότι όταν ένα ηλεκτρόνιο έλκει ένα πρωτόνιο, αυτό επίσης μπορεί να ειδωθεί ως ανταλλαγή ενός δυνάμει φωτονίου. Το φωτόνιο τότε προκαλεί μια δύναμη σε ένα φορτισμένο σωμάτιο, όπως συμβαίνει, π.χ., στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Έτσι, η απώθηση μεταξύ δυο ηλεκτρονίων δεν συντελείται άμεσα μεταξύ τους (όπως στην παραδοσιακή θεώρηση), αλλά ανάμεσα στο καθένα από αυτά και το ανταλλασσόμενο δυνάμει φωτόνιο.
Μέσω αυτής της δεύτερης κβάντωσης έγινε δυνατή η πρόβλεψη ενός πλήθους μεγεθών των μικροκοσμικών οντοτήτων, με πραγματικά εκπληκτική ακρίβεια. Ενδεικτικά μπορεί να αναφερθεί η μαγνητική ροπή του ηλεκτρονίου, για την οποία η QED προβλέπει τιμή 1,00115965246 (με αβεβαιότητα 20 για τα δυο τελευταία ψηφία), ενώ η πειραματικά ευρισκόμενη είναι 1,00115965221 (με αβεβαιότητα 4 για το τελευταίο ψηφίο). Όπως παρατηρεί ο Φέινμαν, αυτή η προσέγγιση είναι το ίδιο σαν να μετρούσε κανείς «την απόσταση Λος Άντζελες-Νέας Υόρκης με την ακρίβεια του πάχους μιας τρίχας ανθρώπου» (Ρ. Φέινμαν, QED, εκδ. Τροχαλία, σελ. 20).
Ανάλογη είναι η ακρίβεια που επιτεύχθηκε σε άλλα μεγέθη. Ταυτόχρονα, έγινε δυνατό να ριχτεί νέο φως σε κβαντικά φαινόμενα, όπως το αποτέλεσμα του κλασικού πειράματος της διπλής σχισμής, όπου ένα μικροσωμάτιο συμπεριφέρεται διαφορετικά, προσπίπτοντας σε άλλο σημείο σε ένα πέτασμα αν είναι μόνο η μια σχισμή ανοικτή και σε άλλο όταν είναι και οι δύο, φαινόμενα της οπτικής κοκ. Επιτυχίες που δικαιολογημένα και χωρίς ίχνος έπαρσης κάνουν τον Φέινμαν να συμπεράνει πως η QED είναι «το κόσμημα τη φυσικής» (σελ.22).
3.Στοιχειώδη συμβάντα και επιστημονικές αφαιρέσεις
Ο τρόπος που η θεωρία πέτυχε αυτά τα εντυπωσιακά αποτελέσματα συνίσταται στην εξέταση όλων των δυνατών τρόπων με τους οποίους μπορεί να συμβεί κάθε μικροκοσμικό συμβάν. Σε αυτή γίνεται δεκτό ότι όχι μόνο η ευθεία, αλλά και οι τεθλασμένες διαδρομές έχουν μια πιθανότητα (πολύ μικρότερη όσο πιο περίπλοκες γίνονται) και η πραγματική κίνηση προκύπτει ως συνισταμένη των επιμέρους δυνατοτήτων. Εδώ ακριβώς τίθεται το θέμα του διαλεκτικού τρόπου προσέγγισης του αντικειμένου.
Η QED ακολουθεί μια πορεία από το απλό προς το σύνθετο, ξεκινώντας από και διακρίνοντας πρώτα τα στοιχειώδη συμβάντα του μικρόκοσμου. Όπως παρατηρεί ο Φέινμαν, όλα τα πολύπλοκα φαινόμενα που περιλαμβάνουν πρωτόνια και ηλεκτρόνια ανάγονται τελικά σε τρία απλά στοιχειώδη συμβάντα: «1ο Στοιχειώδες Συμβάν: Ένα φωτόνιο πηγαίνει από μια θέση σε άλλη. 2ο Στοιχειώδες Συμβάν: Ένα ηλεκτρόνιο πηγαίνει από μια θέση σε άλλη. 3ο Στοιχειώδες Συμβάν: Ένα ηλεκτρόνιο εκπέμπει ή απορροφά ένα φωτόνιο» (σελ.123). Ο τεράστιος πλούτος των φαινομένων του κόσμου μας αποτελούν τελικά συνέπειες αυτών των απλών συμβάντων, σε συνδυασμό με την αρχή της πόλωσης.
Τα συμβάντα απεικονίζονται στα περίφημα διαγράμματα Φέινμαν. Η μετακίνηση ενός ηλεκτρονίου (σωματίου) παριστάνεται με μια ευθεία γραμμή, ενώ η μετακίνηση φωτονίου με μια κυματοειδή. Στην εκπομπή ενός φωτονίου, μια ευθεία και μια κυματοειδής γραμμή συναντώνται μεταξύ τους (βλ. διάγραμμα 1). Με τη χρήση αυτών των απλών παραστάσεων απεικονίζονται τα πιο σύνθετα μικροκοσμικά φαινόμενα.
ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 1
Λεζάντα: Το 3ο στοιχειώδες κβαντικό συμβάν
Τα δυο πρώτα στοιχειώδη συμβάντα συνιστούν τις ποσοτικές μεταβολές στο μικρόκοσμο, που συντελούνται με αντίθετο τρόπο. Τα ηλεκτρόνια κινούνται από ένα σημείο σε άλλο ασυνεχώς (με διαδοχικά άλματα), ενώ τα φωτόνια χωρίς στάσεις. Ανάμεσα στους δυο τρόπους μετακίνησης (που αντιστοιχούν στα δυο διαφορετικά είδη ύπαρξης, σωμάτιο και κύμα) υπάρχει όμως στενή σχέση: ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να μεταβεί με ένα μόνο άλμα από ένα σημείο σε άλλο (οπότε υιοθετεί τον τρόπο κίνησης του φωτονίου), ενώ και ένα φωτόνιο, όταν απορροφάται και επανεκπέμπεται, κινείται όπως το σωμάτιο. Η στιγμιαία σύζευξη (εκπομπή ή απορρόφηση) φωτονίου και η ηλεκτρονίου, είναι μια ποιοτική μεταβολή, αντιστοιχώντας στη διαλεκτική ενότητα των αντιθέτων.
Η μέθοδος της QED προσεγγίζει εδώ άμεσα την πορεία του Μαρξ στο Κεφάλαιο, που επίσης ξεκινά από τα στοιχειώδη συμβάντα του καπιταλιστικού μικρόκοσμου, όπως η ανταλλαγή εμπορευμάτων, η διαφοροποίηση ανάμεσα σε εμπόρευμα και χρήμα, κλπ., για να αγκαλιάσει στη βάση τους τα πιο σύνθετα φαινόμενα. Ακόμη περισσότερο δε αληθεύει αυτό για τη χρήση των επιστημονικών αφαιρέσεων στη μελέτη του κάθε πεδίου.
Αν στο Κεφάλαιο ο Μαρξ χρησιμοποιεί αφαιρέσεις όπως η αφηρημένη και η συγκεκριμένη εργασία, στην QED εισάγονται οι αντίστοιχες έννοιες του πραγματικού και του ιδανικού σωματίου. Για παράδειγμα, «τα ηλεκτρόνια είναι ιδανικά [όταν] η κίνησή τους από σημείο σε σημείο του χωροχρόνου γίνεται μόνο με τις άμεσες διαδρομές» (σελ.175-76), χωρίς να εκπέμπουν ή να απορροφούν φωτόνια. Γι’ αυτά τα ιδανικά σωματίδια η θεωρία υπολογίζει τη «μάζα ηρεμίας» τους n και το φορτίο j, τα οποία, αν και δεν αντιστοιχούν στα πραγματικά, χρησιμεύουν ποικιλότροπα στην επίλυση προβλημάτων με πραγματικά μεγέθη.
Μπορεί να πει, λοιπόν, κανείς ότι ο Φέινμαν επεξεργάστηκε και εφάρμοσε στο πεδίο των φυσικών επιστημών, με ένα άπειρα πιο λεπτεπίλεπτο και σύνθετο τρόπο, την διαλεκτική μέθοδο του μαρξισμού, την οποία οι κάθε λογής θετικιστές έσπευσαν τα πρόσφατα χρόνια να αποκηρύξουν ως ξεπερασμένη. Ένα γεγονός που επιβεβαιώνει τη γονιμότητα των μαρξιστικών ιδεών, με τις οποίες ακολουθεί παράλληλους δρόμους η σύγχρονη φυσική.
4.Ο ριζοσπαστικός επιστημονικός αθεϊσμός
Η παραδοχή της αυθυπαρξίας της φύσης και του περιττού της θεολογικής υπόθεσης είναι κοινό σημείο συνάντησης σχεδόν όλων των μεγάλων φυσικών επιστημόνων της εποχής μας. Προκύπτει από την ίδια τη λογική του αντικειμένου τους, που εδραιώνει την πεποίθηση ότι σε κάθε επίπεδο η φύση ανακυκλώνεται αυθόρμητα, χωρίς καμιά εξωτερική παρέμβαση.
Ο Φέινμαν συμμερίζεται αυτή την αφετηρία, που κατά καιρούς έχουν διακηρύξει αυθεντίες όπως οι Κρικ, Χόκινγκ, Βάινμπεργκ κ.ά. «Οι νόμοι της Φυσικής», δηλώνει, « στη μελλοντική ολοκληρωμένη διατύπωσή τους ίσως δεν θα έχουν αχρονική ισχύ, αλλά θα περιγράφουν όλη την ιστορία του Σύμπαντος χωρίς την ανάγκη εισαγωγής μιας εξωτερικής αρχής – όπως είναι ο τρόπος που άρχισε να υπάρχει ο κόσμος» (βλ. Στη συλλογή Υπερχορδές, εκδ. Κάτοπτρο, σελ. 243)
Ενδεικτική είναι ακόμη η άποψή του για τη θεολογική υπόθεση: «Πάντοτε επινοούσαμε το Θεό για να εξηγήσουμε κάποια μυστήρια. Πάντοτε επινοούσαμε το Θεό για να εξηγήσουμε κάποια πράγματα που δεν καταλαβαίναμε. Έτσι, κάθε φορά που ανακαλύπταμε πώς λειτουργεί κάποιο πράγμα, μαθαίναμε κάποιους νόμους που μας απομάκρυναν από τον Θεό. Δεν τον χρειαζόμασταν πια, παρά μόνον για τα υπόλοιπα, ανεξήγητα συμβαίνοντα» (στο ίδιο, σελ. 245).
Σε αντιπαράθεση προς το μυστικισμό, ο Φέινμαν υποστηρίζει την αυτάρκεια της επιστημονικής άποψης σε κάθε πεδίο. «Εκείνο που συνέβαλε περισσότερο στην πρόοδο της βιολογίας», θα πει, «είναι η εξαιρετικά ισχυρή, μοναδική υπόθεση… πως όσα βλέπουμε στον κόσμο της βιολογίας είναι τα αποτελέσματα φυσικών και χημικών φαινομένων, χωρίς τίποτε “το επιπλέον”» (Ο Χαρακτήρας του Φυσικού Νόμου, Παν. Εκδόσεις Κρήτης, σελ.142-43).
Ο ίδιος καταπολεμά ακόμη τις κατασκευές της σχολαστικής ιδεαλιστικής φιλοσοφίας, που θα ήθελε να αποδώσει μια ανεξάρτητη ύπαρξη στα κατασκευάσματα του ανθρώπινου νου. Αναφερόμενος στην ιδέα για την ενός ανεξάρτητου κόσμου των μαθηματικών θεωρημάτων κλπ., την οποία υποστήριξαν θετικιστές όπως ο Πόπερ, παρατηρεί: «Αν κάνετε μαθηματικά, που σημαίνει ότι απλώς προσπαθείτε να ανακαλύψετε τα συμπεράσματα κάποιων υποθέσεων… έχετε την αίσθηση ότι τα πράγματα αυτά υπήρχαν πριν ακόμη τα εντοπίσετε εσείς… Βέβαια αυτό δεν είναι σωστό» (Υπερχορδές, σελ. 244).
Η βαρύτητα αυτών και άλλων παρόμοιων διακηρύξεων είναι εμφανής, όταν προέρχονται από έναν από τους 2-3 κορυφαίους φυσικούς του 20ου αιώνα. Και δεν χωρά αμφιβολία ότι ο Φέινμαν εκφράζει το αληθινό πνεύμα της εποχής μας και την πεποίθηση της επιστημονικής κοινότητας όταν δηλώνει: «Ο αιώνας μας είναι ο αιώνας της ανακάλυψης των θεμελιωδών νόμων της φύσης και οι μέρες αυτές δεν θα ξανάρθουν. Είναι κάτι συναρπαστικό, κάτι θαυμάσιο, που όμως θα περάσει. Και βέβαια, στο μέλλον θα υπάρξουν άλλα ενδιαφέροντα θέματα» (Ο Χαρακτήρας του Φυσικού Νόμου, σελ. 149).
0 comments:
Δημοσίευση σχολίου