Η ΕΠΑΝΑΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΟΣ (3)

Συνέχεια από: Δευτέρα 20 Ιουλίου 2020 

Η ΕΠΑΝΑΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΟΣ

ΙΔΩΜΕΝΗ ΑΠΟ ΤΗΝ ΠΡΟΟΠΤΙΚΗ ΤΗΣ ΙΣΤΟPΙΚΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΛΟΓΙΑΣ

JURGEN RENN

4. ΠΡΩΤΟΤΥΠΙΑ!

          

Η Επανάσταση τής σχετικότητος δεν είχε ακόμη ολοκληρωθεί το 1905 αφού ο Αϊνστάιν είχε δημοσιεύσει το ανανεωτικό του άρθρο στην ηλεκτροδυναμική τών σωμάτων σε κίνηση!

          Σύμφωνα με την δομή αυτής τής θεωρίας, οι φυσικές αλληλεπιδράσεις δεν μπορούν να μεταδοθούν ταχύτερα από το φως και γι’αυτό η αναγνωρισμένη ελκτική θεωρία τού Νεύτωνος, η οποία προϋποθέτει μία στιγμιαία ενέργεια σε απόσταση, δεν ήταν πλέον αποδεκτή μετά το 1905. Η επανάσταση τής σχετικότητος ολοκληρώθηκε μόνον όταν και αυτή η θεωρητική διαμάχη λύθηκε δέκα χρόνια αργότερα, τον Νοέμβριο του 1915, χάρις στην διατύπωση τής θεωρίας τής γενικής σχετικότητος!

          Πρόσφατες έρευνες στην επανάσταση τής σχετικότητος άλλαξαν ριζικά όχι μόνον την εικόνα που έχουμε τού Αϊνστάιν, αλλά και τον τρόπο κατανοήσεως τών δομών μιας επιστημονικής επανάστασης. Ο Αϊνστάιν δεν εμφανίζεται πλέον σαν ένας μοναχικός πρωτοπόρος τής φυσικής τού εικοστού αιώνος, αλλά μάλλον σαν αυτός ο οποίος ολοκλήρωσε την κλασσική φυσική ξεριζώνοντας τα θεμέλιά της! Μία επιστημονική επανάσταση μοιάζει περισσότερο με μία αργή γεωλογική πρόοδο παρά με ένα δραματικό κύμα πρωτοτυπίας, από την στιγμή που αυτό που μοιάζει να ανοίγει έναν καινούργιο δρόμο σε μία στιγμή είναι στην πραγματικότητα μία συνέπεια μίας μεγάλης χρονικής προόδου. Στον Αϊνστάιν έλαχε να ανέβει το ηφαίστειο, όταν αυτό επιτέλους εξερράγη!

          Όλες οι πρωτοτυπίες τού 1905 τού Αϊνστάιν, ήταν όπως είδαμε βασισμένες σε προηγούμενα αποτελέσματα προερχόμενα από την κλασσική φυσική, όπως οι εργασίες τού Hendrik Antoon Lorentz, η εργασία τού Max Planck, αλλά και του Wilhelm Wien πάνω στην θερμική ακτινοβολία και η εργασία τού Ludwig Boltzmann στην κινητική θεωρία τής θερμοκρασίας. Προφανώς η “ερασιτεχνική” αντίληψη τού Αϊνστάιν όπως η νεανική του υποστήριξη τών ιδεών τού ατομισμού τού επέτρεψαν να ενεργοποιήσει κρυμμένα δυναμικά τής φυσικής η οποία ήταν σε πολύ υψηλή εξειδίκευση τον δέκατο ένατο αιώνα, δυναμικά τα οποία και άλλοι όπως ο Henri Poincaré, ο Paul Ehrenfest και ο Marian Von Smoluchowski είχαν ήδη εκθέσει ή ήταν έτοιμοι να εκφράσουν.

          Η γενική σχετικότης, αντιθέτως, μπορεί να φανεί σαν ένα παράδειγμα επιστήμης χωρίς σύνδεση, δημιουργημένη ενάντια στην κοινή αίσθηση τής επιστημονικής συγχρόνου κοινότητος.

          Το 1907, αντί να εγκαταλείψει την έμπνευση τού Γαλιλαίου ότι στο κενό όλα τα σώματα πέφτουν με την ίδια επιτάχυνση, ο Αϊνστάιν έθεσε σε συζήτηση την κινητική δομή, σταθεροποιημένη πλέον, τής ειδικής σχετικότητος και διατυπώνει τήν “Αρχή τής ισοτιμίας” (ισοδυναμίας), υποστηρίζοντας τήν ισότητα ανάμεσα στην έλλειψη βαρύτητος και αδράνειας, προτείνοντας την γενίκευση και επέκταση τής αρχής τής σχετικότητος σε συστήματα επιταχυνόμενης αναφοράς. 
Το 1912, εκπλήσσοντας τούς συναδέλφους του, ο Αϊνστάιν εγκαταλείπει την ελκτική δυναμική προσέγγιση τής φυσικής τού Νεύτωνος υπέρ ενός αντικειμένου με 16 μέρη : ο μετρικός τανυστής (σφιγκτήρ), τού οποίου τα μαθηματικά ίσα που γνώριζε, παρότι ήταν εις θέσιν να διατυπώσει τα μονοσήμαντα κριτήρια που μία εξίσωση τού πεδίου βαρύτητος, θα τόν είχε  ικανοποιήσει μάλλον γι’αυτό το “τερατώδες” αντικείμενο.

          Το 1913 στο πλαίσιο τής λεγόμενης “θεωρίας Entwulf” (Σχέδιο θεωρίας), ο Αϊνστάιν αποκλείει τις γενικές εξισώσεις τής συμφιλίωσης πεδίου, βασισμένες στον τανυστή του Riemann, μία έκφραση που περιλάμβανε παράγωγα δευτέρου βαθμού τού μετρικού τανυστή. Ο Αϊνστάιν πίστευε επίσης ότι διέθετε μία απόδειξη ότι αυτές οι εξισώσεις πεδίου έπρεπε να αποκλειστούν, παρότι αυτές ήταν η μοναδική μαθηματική λύση γενικώς αποδεκτή, πράγμα για το οποίο ο ίδιος επείσθη αργότερα!

          Τέλος, το 1915, ο Αϊνστάιν επιστρέφει υποστηρίζοντας το πρώτο του πρόγραμμα και προς το τέλος τού έτους, επαναπροσλαμβάνει τις εξισώσεις πεδίου βασισμένες στον τανυστή του Riemann, διατυπώνοντας την γενική θεωρία τής σχετικότητος με τις καθόλου κλασσικές συνέπειες, μία θεωρία η οποία ουσιαστικώς παραστάθηκε σε όλες τις επόμενες εξελίξεις τής φυσικής και τής αστρονομίας.

          Τα τελευταία χρόνια, όλα τα παραδοσιακά επιχειρήματα που εξηγούν αυτά τα δραματικά γεγονότα, έγιναν σκόνη από την στιγμή που αναλύθηκαν από κοντά. Αιτία τής παρέκκλισης τού Αϊνστάιν στάθηκε μήπως η μαθηματική του ανεπάρκεια;

          Η υποτιθέμενη διατύπωση τής εξίσωσης τού βαρυτικού πεδίου, πριν από τον Αϊνστάιν, από μέρους τού μαθηματικού David Hilbert (παρότι δεν προσέφερε μία λεπτομερή φυσική ερμηνεία) φάνηκε να υποστηρίζει αυτή την ερμηνεία.

          Αυτός ο υποτιθέμενος θρίαμβος τών μαθηματικών στην φυσική, οφειλόμενος στην πιθανή προτεραιότητα τού Hilbert ως προς τον Αϊνστάιν, διαλύθηκε απέναντι στην ανάλυση τών σχεδίων τού πρώτου άρθρου τού Hilbert η οποία δείχνει ότι τα προτεινόμενα κλειδιά, όπως για παράδειγμα ο συμφιλιωτικός χαρακτήρας τής θεωρίας ή τής σχέσεώς της με την ελκτική θεωρία τού Νεύτωνος, πραγματοποιήθηκαν μόνον μετά την δημοσίευση τού Αϊνστάιν.

          Τον χειμώνα τού 1912-13, επι πλέον, ο Αϊνστάιν ήταν ήδη εις θέσιν να διατυπώσει την ακριβή προσέγγιση στην εξίσωση τού πεδίου τής γενικής σχετικότητος στις “Σημειώσεις τής Ζυρίχης”, ένα ντοκουμέντο κλειδί για την ανασύσταση τής γένεσης τής γενικής σχετικότητος. Στην συνέχεια απέρριψε αυτή την προσέγγιση επειδή προφανώς την έβρισκε φυσικώς απαράδεικτη!

         
5. ΠΑΡΑΔΟΞΑ!

Οι αληθινές προκλήσεις τής επανάστασης τής σχετικότητος ήλθαν στο φώς μόνον μετά την αποτυχία τών παραδοσιακών θρύλων. Αυτές οι προκλήσεις μπορούν να διατυπωθούν με τους όρους τριών παραδόξων:

          
Το παράδοξο τής ατελούς γνώσεως:

          
Πώς ήταν δυνατόν να δημιουργηθεί μία θεωρία σαν εκείνη τής γενικής σχετικότητος, ικανής να προσφέρει εξηγήσεις για ένα πλατύ εύρος φαινομένων, τα οποία ανεκαλύφθησαν μόνον στην συνέχεια διαφόρων επαναστάσεων τής εξερευνητικής αστρονομίας, ποια γνώση εξασφάλιζε αυτή την σταθερότητα σε μία θεωρία η οποία απαρχής δεν φαινόταν ανώτερη από τις άλλες, δεδομένου ότι κάθε γνωστό φαινόμενο εκείνης τής εποχής μπορούσε να εξηγηθεί και με την κλασσική φυσική;

         
Το παράδοξο τής απατηλής Εύρεσης.

         
Πώς μπορούσε ο Αϊνστάιν να διατυπώσει τα κριτήρια για μίαν εξίσωση τού ελκτικού πεδίου χρόνια πριν βρει την λύση; Πώς μπορούσε να αναπτύξει μία ευρετική δομή η οποία τον οδήγησε αμέσως σε μία ακριβή μαθηματική έκφραση η οποία στην πραγματικότητα ήταν απαράδεκτη μόνο και μόνο για να τον επαναφέρει στην ίδια έκφραση τρία χρόνια μετά;

          
Το παράδοξο τής ασυνεχούς προόδου!

          
Πώς μπορούσε να είναι η γενική σχετικότης με τις μη κλασσικές της συνέπειες -- όπως η εξάρτηση τού χώρου και του χρόνου από φυσικές αλληλεπιδράσεις – το αποτέλεσμα μίας σχετικιστικής και ειδικής φυσικής παρά το ότι αυτές οι πλευρές ήταν ασυμβίβαστες αναφορικώς με την έννοιά τους;

          
Αυτά τα παράδοξα μπορούν να λυθούν πολύ δύσκολα στο εσωτερικό τής κλασσικής ιστορίας των ιδεών. Οι προκλήσεις μπορούν να υπολογισθούν και αναφορικώς με εκείνες τις διαστάσεις οι οποίες συνήθως αγνοούνται αλλά οι οποίες είναι κρίσιμες για την ιστορική επιστημολογία τής επιστημονικής γνώσης: τόν χαρακτήρα μεγάλης διαρκείας τής γνωστικής ανάπτυξης, τήν σύνθετη αρχιτεκτονική τής γνώσεως και τού μπλεγμένου μηχανισμού τής δυναμικής τής γνώσεως!

Συνεχίζεται

Αμέθυστος.