ΣΥΝΈΧΕΙΑ ΑΠΟΤετάρτη 13 Απριλίου 2022
Der Patient Physik: Ο ασθενής η ΦυσικήΥποκεφάλαιο:
Ernste Symptome: Der aktuelle Wissenschaftsbetrieb
Σοβαρά συμπτώματα: πως δουλεύει σήμερα η επιστήμη
Περιλαμβάνεται στο βιβλίο: Auf dem Holzweg durchs Universum
Του Alexander Unzicker, Εκδόσεις Hanser, 2012
Οι βαριές περιπτώσεις
Αυτή η υπερβολή της σύγχρονης έρευνας θα μπορούσε να μας βάλει σε σκέψεις, όμως αυτό που ενοχλεί ακόμα περισσότερο είναι το περιεχόμενο. Αν ανοίξουμε ένα από αυτά τα σαν λεξικά βαριά τετράδια, βρίσκουμε τίτλους όπως «Λεπτογένεση στην υπερσυμμετρία βαθμονομημένης στην B-L με το ελαχιστως-υπερσυμμετρικό Higgs-Sector του καθιερωμένου μοντέλου» ή «Galileons πολλών πεδίων και branes σε ανώτερες συν-διαστάσεις». Για ποιο πράγμα γίνεται λόγος; Με ποια φυσικά φαινόμενα συνδέονται οι παραπάνω έννοιες; Το πρόβλημα δυστυχώς δεν έγκειται μόνο στις παράξενες ξένες λέξεις. Γιατί η θεωρητική Φυσική, και ιδιαίτερα η θεωρία των χορδών, έχει τις τελευταίες δεκαετίες αποσυνδεθεί από την πραγματικότητα. Και αυτό ανησυχεί ουκ ολίγους επιστήμονες.
Αυτή η υπερβολή της σύγχρονης έρευνας θα μπορούσε να μας βάλει σε σκέψεις, όμως αυτό που ενοχλεί ακόμα περισσότερο είναι το περιεχόμενο. Αν ανοίξουμε ένα από αυτά τα σαν λεξικά βαριά τετράδια, βρίσκουμε τίτλους όπως «Λεπτογένεση στην υπερσυμμετρία βαθμονομημένης στην B-L με το ελαχιστως-υπερσυμμετρικό Higgs-Sector του καθιερωμένου μοντέλου» ή «Galileons πολλών πεδίων και branes σε ανώτερες συν-διαστάσεις». Για ποιο πράγμα γίνεται λόγος; Με ποια φυσικά φαινόμενα συνδέονται οι παραπάνω έννοιες; Το πρόβλημα δυστυχώς δεν έγκειται μόνο στις παράξενες ξένες λέξεις. Γιατί η θεωρητική Φυσική, και ιδιαίτερα η θεωρία των χορδών, έχει τις τελευταίες δεκαετίες αποσυνδεθεί από την πραγματικότητα. Και αυτό ανησυχεί ουκ ολίγους επιστήμονες.
Δείτε και μόνοι σας:
«Στο όριο της αποσύζευξης μειώνεται το μοντέλο Dvali-Gabagadze-Porrati σε ένα μονόμετρο πεδίο πι, το οποίο διαθέτει μεταξύ άλλων και μια ιδιαίτερη κυβική αυτοαλληλεπίδραση, τον παράγοντα Galileo. Αυτός ο παράγοντας, και η γενίκευση του στον τέταρτο και πέμπτο βαθμό μπορούν να θεωρηθούν αποτελέσματα ενός δοκιμαστή 3-Bran σε ένα χώρο 5 διαστάσεων, με παράγοντες Lovelock πάνω στο bran και στον χώρο. Εξετάζουμε την γενίκευση πολλαπλών πεδίων του Galileon και επεκτείνουμε την θεώρηση του bran-δοκιμαστή σε ανώτερες συν-διαστάσεις...»
Πως αισθάνεστε ως αναγνώστης; Η Φυσική ήταν πάντα δύσκολη, ή μήπως δεν ήταν; Σας ενθαρρύνω όμως: το παραπάνω «μοντέλο» είναι μια από εκείνες τις υποθέσεις της θεωρίας των χορδών, που διακοσμείται με ουδέτερα ονόματα, και η οποία δεν μπορεί να εξεταστεί με κανένα πείραμα. Το ίδιο περιττές είναι και οι ιδέες οι οποίες κτίζουν αυτό το οικοδόμημα σε μη παρατηρήσιμες διαστάσεις. Δεν λείπει όμως και το κωμικό στοιχείο, αφού ένα από τα φανταστικά σωματίδια πήρε το όνομα του από τον Γαλιλαίο, που πριν από 400 περίπου χρόνια οδήγησε στην επιτυχία ακριβώς εκείνες τις επιστήμες που βασίζονται στην παρατήρηση. Και θυμάται κανείς την απελπισία του μαχητικού λόγιου από την Πίζα: «ο ίδιος Θεός, που μας προίκισε με αισθητήρια και φρόνηση, απαιτεί από μας να απέχουμε από την χρήση τους». Και θέλουμε να προσθέσουμε: εκείνοι που ασκούνται στην αποχή, ας απέχουν και από την χρήση του ονόματος του Γαλιλαίου!
Φυσικοί που περπατούν πάνω στο νερό
Τον συγγραφέα ενός άρθρου του προαναφερθέντος τύπου, καθηγητή στο McMaster University στον Καναδά, άκουσα μια φορά ζωντανά. Όπως πολλοί θεωρητικοί των χορδών, έκανε μια κατανοητή και διασκεδαστική διάλεξη, που όμως κατά το 95% ήταν γνωστή φυσική, και για τους μη ειδικούς ίσως και κατανοητή. Μετά από ένα μυστηριώδες πέρασμα και μια συγγνώμη, επειδή δεν μπορεί να μπει σε τεχνικές λεπτομέρειες, μας απεκάλυψε την χαρούμενη προσμονή του, ότι στον Large Hadron Collider, στο CERN, είναι πολύ πιθανόν ότι θα ανακαλυφθούν επιπρόσθετες διαστάσεις. «That’s gravity in your face!» αναφώνησε γεμάτος ενθουσιασμό. Στους ακροατές όμως δεν έδωσε την εξήγηση, ποια παρατήρηση θα οδηγούσε σε αυτό το συμπέρασμα. Σχεδόν όλοι έφυγαν ενοχλημένοι. Έχω την αίσθηση ότι η Φυσική δεν πρόκειται να προχωρήσει, εάν σε τέτοιες περιπτώσεις δεν σηκώνεται κανείς να ρωτήσει, τι στο καλό συμβαίνει. Η Φυσική βασίζεται στην μέτρηση, η θεωρία των χορδών όμως θυμίζει μάλλον ανάγνωση των μετρήσεων-υπάρχει μια μικρή διαφορά. Είναι αξιοσημείωτο, πως σε ένα έγκυρο βιβλίο φυσικής στοιχειωδών σωματιδίων, η θεωρία αναφέρεται σε τέσσερις γραμμές. Τα περασμένα 30 χρόνια δεν λύθηκε κανένα πρόβλημα της Φυσικής με αυτά τα λογοπαίγνια. Η δημοσία αντιπαράθεση είναι όμως σπάνια, και ακόμα και οι εχθροί της θεωρίας φαίνεται πως συμβιβάζονται. Έτσι και ο Lee Smolin, που στο βιβλίο του «The trouble with physics», κάνει μια επισταμένη κριτική, έχει βάλει στην ιστοσελίδα του μια επιστολή που σχετικοποιεί τις θέσεις του, και κάνει έρευνα με θεωρητικούς των χορδών στο Perimeter-Institute, το καμάρι της θεωρητικής φυσικής στον Καναδά. Σου έρχεται να ρωτήσεις μερικούς φυσικούς, εάν ως γιατροί θα δέχονταν εργαστούν σε μια κλινική που απασχολεί χειρομάντες και πνευματιστές. Αυτό που είναι σίγουρο, είναι ότι την Φυσική-αυτή είναι ο ασθενής-δεν ρωτά κανένας. Η ειδικότητα του Smolin, Loop quantum gravity, (κβαντική βαρύτητα βρόγχων) είναι το ίδιο εκτός πραγματικότητος όσο και η θεωρία των χορδών, και οι προβλέψεις της είναι πέρα από κάθε δυνατότητα ελέγχου. Για τον λόγο αυτόν, η δημόσια αντιπαράθεση μεταξύ χορδών και βρόγχων (Strings and Loops) ήταν και είναι χωρίς κανένα ενδιαφέρον. Επιστημονικώς είναι και οι δυο ανεπαρκείς. Και έτσι, στα γερμανικά παραρτήματα των trendsetter που βρίσκονται στην άλλη άκρη του Ατλαντικού, τείνουν προς τον συμβιβασμό: οι θεωρητικοί των χορδών τιμούν την κβαντική βαρύτητα βρόγχων ως «σοβαρή ανταγωνιστική θεωρία», ενώ οι εκπρόσωποι των βρόγχων, κολακεύουν με την δήλωση ότι οι δυο υποθέσεις θα πρέπει μια μέρα ίσως να ενωθούν. Αμοιβαίες επισκέψεις στους ναούς-ινστιτούτα εδραιώνουν επιστημονικές καριέρες στις ΗΠΑ. Το κερασάκι στην τούρτα είναι να σε αποκαλέσει κάποιος νομπελίστας δημοσίως με το μικρό σου όνομα. Με τα προβλήματα όμως που ωθούσαν τους Einstein, Schrödinger και Dirac, οι String Theory και Loop quantum gravity, δεν έχουν καμιά απολύτως σχέση.
«Η επανάληψη της ανοησίας είναι πιο ανεκτή από την αποκάλυψη της»-John Allen Paulos, Αμερικανός μαθηματικός
«Στο όριο της αποσύζευξης μειώνεται το μοντέλο Dvali-Gabagadze-Porrati σε ένα μονόμετρο πεδίο πι, το οποίο διαθέτει μεταξύ άλλων και μια ιδιαίτερη κυβική αυτοαλληλεπίδραση, τον παράγοντα Galileo. Αυτός ο παράγοντας, και η γενίκευση του στον τέταρτο και πέμπτο βαθμό μπορούν να θεωρηθούν αποτελέσματα ενός δοκιμαστή 3-Bran σε ένα χώρο 5 διαστάσεων, με παράγοντες Lovelock πάνω στο bran και στον χώρο. Εξετάζουμε την γενίκευση πολλαπλών πεδίων του Galileon και επεκτείνουμε την θεώρηση του bran-δοκιμαστή σε ανώτερες συν-διαστάσεις...»
Πως αισθάνεστε ως αναγνώστης; Η Φυσική ήταν πάντα δύσκολη, ή μήπως δεν ήταν; Σας ενθαρρύνω όμως: το παραπάνω «μοντέλο» είναι μια από εκείνες τις υποθέσεις της θεωρίας των χορδών, που διακοσμείται με ουδέτερα ονόματα, και η οποία δεν μπορεί να εξεταστεί με κανένα πείραμα. Το ίδιο περιττές είναι και οι ιδέες οι οποίες κτίζουν αυτό το οικοδόμημα σε μη παρατηρήσιμες διαστάσεις. Δεν λείπει όμως και το κωμικό στοιχείο, αφού ένα από τα φανταστικά σωματίδια πήρε το όνομα του από τον Γαλιλαίο, που πριν από 400 περίπου χρόνια οδήγησε στην επιτυχία ακριβώς εκείνες τις επιστήμες που βασίζονται στην παρατήρηση. Και θυμάται κανείς την απελπισία του μαχητικού λόγιου από την Πίζα: «ο ίδιος Θεός, που μας προίκισε με αισθητήρια και φρόνηση, απαιτεί από μας να απέχουμε από την χρήση τους». Και θέλουμε να προσθέσουμε: εκείνοι που ασκούνται στην αποχή, ας απέχουν και από την χρήση του ονόματος του Γαλιλαίου!
Φυσικοί που περπατούν πάνω στο νερό
Τον συγγραφέα ενός άρθρου του προαναφερθέντος τύπου, καθηγητή στο McMaster University στον Καναδά, άκουσα μια φορά ζωντανά. Όπως πολλοί θεωρητικοί των χορδών, έκανε μια κατανοητή και διασκεδαστική διάλεξη, που όμως κατά το 95% ήταν γνωστή φυσική, και για τους μη ειδικούς ίσως και κατανοητή. Μετά από ένα μυστηριώδες πέρασμα και μια συγγνώμη, επειδή δεν μπορεί να μπει σε τεχνικές λεπτομέρειες, μας απεκάλυψε την χαρούμενη προσμονή του, ότι στον Large Hadron Collider, στο CERN, είναι πολύ πιθανόν ότι θα ανακαλυφθούν επιπρόσθετες διαστάσεις. «That’s gravity in your face!» αναφώνησε γεμάτος ενθουσιασμό. Στους ακροατές όμως δεν έδωσε την εξήγηση, ποια παρατήρηση θα οδηγούσε σε αυτό το συμπέρασμα. Σχεδόν όλοι έφυγαν ενοχλημένοι. Έχω την αίσθηση ότι η Φυσική δεν πρόκειται να προχωρήσει, εάν σε τέτοιες περιπτώσεις δεν σηκώνεται κανείς να ρωτήσει, τι στο καλό συμβαίνει. Η Φυσική βασίζεται στην μέτρηση, η θεωρία των χορδών όμως θυμίζει μάλλον ανάγνωση των μετρήσεων-υπάρχει μια μικρή διαφορά. Είναι αξιοσημείωτο, πως σε ένα έγκυρο βιβλίο φυσικής στοιχειωδών σωματιδίων, η θεωρία αναφέρεται σε τέσσερις γραμμές. Τα περασμένα 30 χρόνια δεν λύθηκε κανένα πρόβλημα της Φυσικής με αυτά τα λογοπαίγνια. Η δημοσία αντιπαράθεση είναι όμως σπάνια, και ακόμα και οι εχθροί της θεωρίας φαίνεται πως συμβιβάζονται. Έτσι και ο Lee Smolin, που στο βιβλίο του «The trouble with physics», κάνει μια επισταμένη κριτική, έχει βάλει στην ιστοσελίδα του μια επιστολή που σχετικοποιεί τις θέσεις του, και κάνει έρευνα με θεωρητικούς των χορδών στο Perimeter-Institute, το καμάρι της θεωρητικής φυσικής στον Καναδά. Σου έρχεται να ρωτήσεις μερικούς φυσικούς, εάν ως γιατροί θα δέχονταν εργαστούν σε μια κλινική που απασχολεί χειρομάντες και πνευματιστές. Αυτό που είναι σίγουρο, είναι ότι την Φυσική-αυτή είναι ο ασθενής-δεν ρωτά κανένας. Η ειδικότητα του Smolin, Loop quantum gravity, (κβαντική βαρύτητα βρόγχων) είναι το ίδιο εκτός πραγματικότητος όσο και η θεωρία των χορδών, και οι προβλέψεις της είναι πέρα από κάθε δυνατότητα ελέγχου. Για τον λόγο αυτόν, η δημόσια αντιπαράθεση μεταξύ χορδών και βρόγχων (Strings and Loops) ήταν και είναι χωρίς κανένα ενδιαφέρον. Επιστημονικώς είναι και οι δυο ανεπαρκείς. Και έτσι, στα γερμανικά παραρτήματα των trendsetter που βρίσκονται στην άλλη άκρη του Ατλαντικού, τείνουν προς τον συμβιβασμό: οι θεωρητικοί των χορδών τιμούν την κβαντική βαρύτητα βρόγχων ως «σοβαρή ανταγωνιστική θεωρία», ενώ οι εκπρόσωποι των βρόγχων, κολακεύουν με την δήλωση ότι οι δυο υποθέσεις θα πρέπει μια μέρα ίσως να ενωθούν. Αμοιβαίες επισκέψεις στους ναούς-ινστιτούτα εδραιώνουν επιστημονικές καριέρες στις ΗΠΑ. Το κερασάκι στην τούρτα είναι να σε αποκαλέσει κάποιος νομπελίστας δημοσίως με το μικρό σου όνομα. Με τα προβλήματα όμως που ωθούσαν τους Einstein, Schrödinger και Dirac, οι String Theory και Loop quantum gravity, δεν έχουν καμιά απολύτως σχέση.
«Η επανάληψη της ανοησίας είναι πιο ανεκτή από την αποκάλυψη της»-John Allen Paulos, Αμερικανός μαθηματικός
Χωρίς πέταμα των αχρήστων είναι αδύνατη μια νέα αρχή
Τα όρια μεταξύ των φανταστικών παράλληλων κόσμων της θεωρίας των χορδών και αυτών είναι παραδεκτά ως θεμελιώδης έρευνα, έχουν γίνει δυστυχώς θολά. Και έτσι, μόλις είχε ξεκινήσει το πείραμα του LHC στο CERN, ο τύπος έγραφε πως το πείραμα αυτό είναι «προσομοίωση του big bang». Κανονικά έπρεπε να βγει κάποιος και να πει πως τέτοιες δηλώσεις δεν είναι επιστημονικές. Η τόλμη όμως για κάτι τέτοιο δεν καλλιεργείται σε ερευνητικά ινστιτούτα, η ύπαρξη των οποίων εξαρτάται από το δημόσιο χρήμα. Και αυτό ρέει χάριν στις υπερβολές που πλασάρουν τα ΜΜΕ. Το 2001, σε κάποιο γραφείο της DFG στο Αμβούργο, ένας διάσημος φυσικός στοιχειωδών σωματιδίων είχε χάσει τα λόγια του, όταν ένας πραγματογνώμονας τον είχε ρωτήσει γιατί χρειάζεται ένα νέο επιταχυντή. Δέκα χρόνια αργότερα είχε γίνει διευθυντής του CERN. Στο μεταξύ είχε μάθει.
Αλλά και οι ερευνητές που κρυφογελούν όταν ακούν για προσομοίωση του big bang, παραβλέπουν πως αυτή η διαφήμιση αποκαλύπτει ένα βασικό πρόβλημα της φυσικής στοιχειωδών σωματιδίων: τα αποτελέσματα της δεν είναι δυνατόν να αποδοθούν με νηφάλιο λόγο. Αυτή η ασάφεια της βασικής έρευνας πρέπει να μας βάλει σε σκέψεις. Το ανησυχητικό είναι πως μόνο μερικοί ειδικοί είναι εξοικειωμένοι με τις θεμελιώδεις παρατηρήσεις, και σχεδόν κανείς δεν είναι σε θέση να περιγράψει τα αποτελέσματα μιας ειδικότητας από άμεση γνώση. Το επιχείρημα ότι η εξειδίκευση δεν έχει εναλλακτική, είναι κατανοητό για τις εφαρμοσμένες επιστήμες, αλλά για την θεμελιώδη φυσική καθόλου. Το επικίνδυνο είναι ότι οι αυθεντίες αποδέχονται ο ένας τα αποτέλεσμα του άλλου, και τα διαδίδουν, χωρίς να είναι σε θέση να τα ελέγξουν. Ένα μικρό παράδειγμα: τον τελευταίο καιρό δέχομαι πολλές προσκλήσεις για ομιλίες από εκκλησιαστικά ιδρύματα. Μόλις ακούνε «κριτική της επιστήμης» τεντώνουν τα αυτιά τους. Έτσι βρέθηκα σε μια ημερίδα φυσικών και θεολόγων. Στην συζήτηση που ακολούθησε, μίλησε ένας διάσημος αστροφυσικός, και είπε πως, το καθιερωμένο μοντέλο εξετάζεται αυτή την στιγμή στο CERN με μια τέτοια ακρίβεια, «που σε κάνει να γονατίσεις».(Το ότι η επιστήμη-από άποψης ψυχολογίας του βάθους-μπορεί να έχει την λειτουργία υποκατάστατου της θρησκείας, δε θα το είχε συνειδητοποιήσει) Από που κι ως που, είναι δυνατόν το ξέρει αυτό μετά από μια ξενάγηση για τουρίστες που είχε κάνει στο CERN; Δεν μπορεί να κατηγορήσει κανείς τον αστροφυσικό επειδή δεν κατανοεί όλα τα πειράματα που γίνονται εκεί, αλλά έπρεπε να είχε θυμηθεί, ότι σινάφι του είχε σε κάποια στιγμή χάσει τον δρόμο, σε ένα μεγάλης ακρίβειας, πολύπλοκο γεωκεντρικό μοντέλο.
Η πραγματική ασθένεια της Φυσικής, είναι πως το οικοδόμημα που το αποτελούσαν απλοί νόμοι, έχει γίνει απροσπέλαστο λόγω πολυάριθμων προσθέσεων. Οι ερευνητές είναι άνθρωποι. Μια προσθήκη στο ήδη υπάρχον οικοδόμημα είναι πιο εύκολη από το γκρέμισμα ενός προγράμματος που έχει ήδη «κατοίκους». Τα καθιερωμένα μοντέλα της φυσικής υποφέρουν κυριολεκτικά από το γεγονός πως είναι πάρα πολλές οι κατασκευές, οι οποίες παρεμποδίζουν το βλέμμα προς τις ιδέες, οι οποίες ίσως θα μπορούσαν να γίνουν ένα καινούργιο, υγιές θεμέλιο της Φυσικής.
«Αν θα γίνει καλύτερη η κατάσταση, όταν αλλάξουν τα πράγματα, δεν το ξέρω. Το ότι πρέπει να αλλάξουν, για να γίνει καλύτερη, είναι βέβαιο.»-Georg Christoph Lichtenberg, Γερμανός φυσικός
Τα όρια μεταξύ των φανταστικών παράλληλων κόσμων της θεωρίας των χορδών και αυτών είναι παραδεκτά ως θεμελιώδης έρευνα, έχουν γίνει δυστυχώς θολά. Και έτσι, μόλις είχε ξεκινήσει το πείραμα του LHC στο CERN, ο τύπος έγραφε πως το πείραμα αυτό είναι «προσομοίωση του big bang». Κανονικά έπρεπε να βγει κάποιος και να πει πως τέτοιες δηλώσεις δεν είναι επιστημονικές. Η τόλμη όμως για κάτι τέτοιο δεν καλλιεργείται σε ερευνητικά ινστιτούτα, η ύπαρξη των οποίων εξαρτάται από το δημόσιο χρήμα. Και αυτό ρέει χάριν στις υπερβολές που πλασάρουν τα ΜΜΕ. Το 2001, σε κάποιο γραφείο της DFG στο Αμβούργο, ένας διάσημος φυσικός στοιχειωδών σωματιδίων είχε χάσει τα λόγια του, όταν ένας πραγματογνώμονας τον είχε ρωτήσει γιατί χρειάζεται ένα νέο επιταχυντή. Δέκα χρόνια αργότερα είχε γίνει διευθυντής του CERN. Στο μεταξύ είχε μάθει.
Αλλά και οι ερευνητές που κρυφογελούν όταν ακούν για προσομοίωση του big bang, παραβλέπουν πως αυτή η διαφήμιση αποκαλύπτει ένα βασικό πρόβλημα της φυσικής στοιχειωδών σωματιδίων: τα αποτελέσματα της δεν είναι δυνατόν να αποδοθούν με νηφάλιο λόγο. Αυτή η ασάφεια της βασικής έρευνας πρέπει να μας βάλει σε σκέψεις. Το ανησυχητικό είναι πως μόνο μερικοί ειδικοί είναι εξοικειωμένοι με τις θεμελιώδεις παρατηρήσεις, και σχεδόν κανείς δεν είναι σε θέση να περιγράψει τα αποτελέσματα μιας ειδικότητας από άμεση γνώση. Το επιχείρημα ότι η εξειδίκευση δεν έχει εναλλακτική, είναι κατανοητό για τις εφαρμοσμένες επιστήμες, αλλά για την θεμελιώδη φυσική καθόλου. Το επικίνδυνο είναι ότι οι αυθεντίες αποδέχονται ο ένας τα αποτέλεσμα του άλλου, και τα διαδίδουν, χωρίς να είναι σε θέση να τα ελέγξουν. Ένα μικρό παράδειγμα: τον τελευταίο καιρό δέχομαι πολλές προσκλήσεις για ομιλίες από εκκλησιαστικά ιδρύματα. Μόλις ακούνε «κριτική της επιστήμης» τεντώνουν τα αυτιά τους. Έτσι βρέθηκα σε μια ημερίδα φυσικών και θεολόγων. Στην συζήτηση που ακολούθησε, μίλησε ένας διάσημος αστροφυσικός, και είπε πως, το καθιερωμένο μοντέλο εξετάζεται αυτή την στιγμή στο CERN με μια τέτοια ακρίβεια, «που σε κάνει να γονατίσεις».(Το ότι η επιστήμη-από άποψης ψυχολογίας του βάθους-μπορεί να έχει την λειτουργία υποκατάστατου της θρησκείας, δε θα το είχε συνειδητοποιήσει) Από που κι ως που, είναι δυνατόν το ξέρει αυτό μετά από μια ξενάγηση για τουρίστες που είχε κάνει στο CERN; Δεν μπορεί να κατηγορήσει κανείς τον αστροφυσικό επειδή δεν κατανοεί όλα τα πειράματα που γίνονται εκεί, αλλά έπρεπε να είχε θυμηθεί, ότι σινάφι του είχε σε κάποια στιγμή χάσει τον δρόμο, σε ένα μεγάλης ακρίβειας, πολύπλοκο γεωκεντρικό μοντέλο.
Η πραγματική ασθένεια της Φυσικής, είναι πως το οικοδόμημα που το αποτελούσαν απλοί νόμοι, έχει γίνει απροσπέλαστο λόγω πολυάριθμων προσθέσεων. Οι ερευνητές είναι άνθρωποι. Μια προσθήκη στο ήδη υπάρχον οικοδόμημα είναι πιο εύκολη από το γκρέμισμα ενός προγράμματος που έχει ήδη «κατοίκους». Τα καθιερωμένα μοντέλα της φυσικής υποφέρουν κυριολεκτικά από το γεγονός πως είναι πάρα πολλές οι κατασκευές, οι οποίες παρεμποδίζουν το βλέμμα προς τις ιδέες, οι οποίες ίσως θα μπορούσαν να γίνουν ένα καινούργιο, υγιές θεμέλιο της Φυσικής.
«Αν θα γίνει καλύτερη η κατάσταση, όταν αλλάξουν τα πράγματα, δεν το ξέρω. Το ότι πρέπει να αλλάξουν, για να γίνει καλύτερη, είναι βέβαιο.»-Georg Christoph Lichtenberg, Γερμανός φυσικός
Συγκέντρωση δυνάμεων, ώστε κανείς να μην σκέφτεται πια διαφορετικά
Είναι όμως ακόμα δυνατόν να εμφανιστούν εναλλακτικές ιδέες στην Φυσική; Επιτρέπει η παρούσα κατάσταση εκπλήξεις; Ποιος είναι ο καλύτερος τρόπος να οργανωθεί η έρευνα η οποία θα ασχολείται με τα θεμελιώδη ερωτήματα; Η Φυσική, όπως και η οικονομία, ψάχνει την σωτηρία της στις μεγάλες συνεργασίες. Η συγχώνευση επιδιώκεται, η μη αποδοτική, περιθωριακή έρευνα καταργείται, τα οικονομικά μέσα συνδυάζονται, το φαινόμενο της συνέργειας επιζητείται. Στο κάτω-κάτω είναι καλύτερα που πρέπει να αλληλεπιδρούν και να ανταλλάσσουν απόψεις και δεδομένα. Αυτό πραγματοποιείται στα πλαίσια συνεργασιών (excellence cluster) μεταξύ των πανεπιστημίων. Τα γερμανικά πανεπιστήμια ανταγωνίζονται σκληρά μεταξύ τους, για το ποιο θα μπει στο σύστημα αυτό. Μόνο που η ιστορία της επιστήμης δεν γνωρίζει και πολλά παραδείγματα ανακαλύψεων που να προέκυψαν από τέτοιες επιτροπές. Και από τα παραδείγματα που είμαι σε θέση να αναφέρω, υποδεικνύουν πως έτσι έχει το πράγμα: ας πάρουμε για παράδειγμα τον εκπρόσωπο ενός τέτοιου cluster. Είναι γύρω στα πενήντα, συμπαθής και καταρτισμένος αστρονόμος, ανοικτός για νέες ιδέες, ελαφρώς workaholic. Μετά από μια διάλεξη απολαμβάνει το δείπνο του. Η μέρα του ήταν κουραστική:σήμερα είχε λάβει 250 email, τρέχει από σύσκεψη σε συνεδρίαση, στο μεταξύ εξετάζει φοιτητές και ταυτόχρονα καθοδηγεί τους περίπου είκοσι φοιτητές που κάνουν στην ομάδα του διπλωματική ή διδακτορική εργασία. Χρόνο να σκεφτεί δεν έχει. Αυτές είναι οι συνθήκες εργασίας της αφρόκρεμας.
Κατά την διάρκεια του δείπνου τον ρωτώ πως βλέπει την υπόθεση του κοσμικού πληθωρισμού. Βάσει της θεωρίας αυτό το φαινόμενο πρέπει να έλαβε χώρα σε ένα χρονικό διάστημα των 10-35 (34 μηδενικά μετά το κόμμα 0,0000...1) δευτερολέπτων μετά το big bang. Ένα χρονικό διάστημα αδύνατο να μετρηθεί ή να παρατηρηθεί. Η ερώτηση των δυσκόλεψε λίγο, γνώριζε ελάχιστα για τις προβλέψεις που κάνει η θεωρία. Αυτό βέβαια δεν τον μειώνει ως επιστήμονα. Όταν όμως σε κάποια μελλοντική συνεδρίαση γίνει συζήτηση για την χρηματοδότηση ενός νέου ερευνητικού προγράμματος με θέμα την θεωρία του πληθωρισμού, ασφαλώς και δε θα διαμαρτυρηθεί και πολύ. Ιδιαιτέρως, δεν πρόκειται να πει κάτι αν ο τοπικός ειδικός θυμώσει πάρα πολύ, μόλις τολμήσει κανείς να αμφισβητήσει την «πειραματική επιβεβαίωση» των πρώτων 10-35 δευτερολέπτων μετά το big bang. Με τον τρόπο αυτό ζει και αυξάνεται η κάθε περίεργη μόδα που εμφανίζεται στην έρευνα. Είναι αυτό το παράδειγμα αντιπροσωπευτικό; Ας ελπίσουμε ότι δεν είναι. Είναι όμως σίγουρο, πως η συνεργασία αυτή των αρίστων, δεν πρόκειται να λύσει κανένα από τα αινίγματα της βαρύτητας, πόσο μάλλον του σύμπαντος.
Είναι όμως ακόμα δυνατόν να εμφανιστούν εναλλακτικές ιδέες στην Φυσική; Επιτρέπει η παρούσα κατάσταση εκπλήξεις; Ποιος είναι ο καλύτερος τρόπος να οργανωθεί η έρευνα η οποία θα ασχολείται με τα θεμελιώδη ερωτήματα; Η Φυσική, όπως και η οικονομία, ψάχνει την σωτηρία της στις μεγάλες συνεργασίες. Η συγχώνευση επιδιώκεται, η μη αποδοτική, περιθωριακή έρευνα καταργείται, τα οικονομικά μέσα συνδυάζονται, το φαινόμενο της συνέργειας επιζητείται. Στο κάτω-κάτω είναι καλύτερα που πρέπει να αλληλεπιδρούν και να ανταλλάσσουν απόψεις και δεδομένα. Αυτό πραγματοποιείται στα πλαίσια συνεργασιών (excellence cluster) μεταξύ των πανεπιστημίων. Τα γερμανικά πανεπιστήμια ανταγωνίζονται σκληρά μεταξύ τους, για το ποιο θα μπει στο σύστημα αυτό. Μόνο που η ιστορία της επιστήμης δεν γνωρίζει και πολλά παραδείγματα ανακαλύψεων που να προέκυψαν από τέτοιες επιτροπές. Και από τα παραδείγματα που είμαι σε θέση να αναφέρω, υποδεικνύουν πως έτσι έχει το πράγμα: ας πάρουμε για παράδειγμα τον εκπρόσωπο ενός τέτοιου cluster. Είναι γύρω στα πενήντα, συμπαθής και καταρτισμένος αστρονόμος, ανοικτός για νέες ιδέες, ελαφρώς workaholic. Μετά από μια διάλεξη απολαμβάνει το δείπνο του. Η μέρα του ήταν κουραστική:σήμερα είχε λάβει 250 email, τρέχει από σύσκεψη σε συνεδρίαση, στο μεταξύ εξετάζει φοιτητές και ταυτόχρονα καθοδηγεί τους περίπου είκοσι φοιτητές που κάνουν στην ομάδα του διπλωματική ή διδακτορική εργασία. Χρόνο να σκεφτεί δεν έχει. Αυτές είναι οι συνθήκες εργασίας της αφρόκρεμας.
Κατά την διάρκεια του δείπνου τον ρωτώ πως βλέπει την υπόθεση του κοσμικού πληθωρισμού. Βάσει της θεωρίας αυτό το φαινόμενο πρέπει να έλαβε χώρα σε ένα χρονικό διάστημα των 10-35 (34 μηδενικά μετά το κόμμα 0,0000...1) δευτερολέπτων μετά το big bang. Ένα χρονικό διάστημα αδύνατο να μετρηθεί ή να παρατηρηθεί. Η ερώτηση των δυσκόλεψε λίγο, γνώριζε ελάχιστα για τις προβλέψεις που κάνει η θεωρία. Αυτό βέβαια δεν τον μειώνει ως επιστήμονα. Όταν όμως σε κάποια μελλοντική συνεδρίαση γίνει συζήτηση για την χρηματοδότηση ενός νέου ερευνητικού προγράμματος με θέμα την θεωρία του πληθωρισμού, ασφαλώς και δε θα διαμαρτυρηθεί και πολύ. Ιδιαιτέρως, δεν πρόκειται να πει κάτι αν ο τοπικός ειδικός θυμώσει πάρα πολύ, μόλις τολμήσει κανείς να αμφισβητήσει την «πειραματική επιβεβαίωση» των πρώτων 10-35 δευτερολέπτων μετά το big bang. Με τον τρόπο αυτό ζει και αυξάνεται η κάθε περίεργη μόδα που εμφανίζεται στην έρευνα. Είναι αυτό το παράδειγμα αντιπροσωπευτικό; Ας ελπίσουμε ότι δεν είναι. Είναι όμως σίγουρο, πως η συνεργασία αυτή των αρίστων, δεν πρόκειται να λύσει κανένα από τα αινίγματα της βαρύτητας, πόσο μάλλον του σύμπαντος.
Γιατί οι έρευνες δεν είναι αρκετές: σκέψεις πάνω σε απλά πράγματα
Τα παιδιά ρωτούν «γιατί»; Η παρόρμηση να μάθουμε τι βρίσκεται πίσω από τα πράγματα μας οδήγησε στην περιπέτεια που λέγεται Φυσική. Ως συνέπεια για παράδειγμα, η επιστήμη έφτασε στο συμπέρασμα ότι υπάρχουν τέσσερις δυνάμεις στην φύση. Πως τα δομικά στοιχεία των πυρήνων είναι τα πρωτόνια και τα νετρόνια, τα οποία με την σειρά τους αποτελούνται από γλουόνια και κβαρκς. Τα κβαρκς εν τω μεταξύ τα έχουν χωρίσει σε έξι κατηγορίες, «γεύσεις», οι οποίες ανήκουν σε τρία «χρώματα». Πέραν από αυτά τα βαριά σωματίδια, υπάρχουν ακόμα δυο κατηγορίες, δηλαδή τα μέσου βάρους και τα ελαφρά(λεπτόνια), στα οποία ανήκουν το ηλεκτρόνιο, μυόνιο και το ταυ λεπτόνιο, και τα τρία αντίστοιχα τους νετρίνα. Ίσως να υπάρχουν και περισσότερα. Όλα αυτά τα σωματίδια έχουν όχι μόνο μάζα και ηλεκτρικό φορτίο, αλλά και isospin, charm, bottomness, και διάφορες άλλες ιδιότητες. Μια απλώς περιληπτική εξήγηση των βασικών εννοιών θα έπαιρνε αρκετές σελίδες. Επίσης, οι πιο πολλές ιδιότητες εκδηλώνονται μόνο σε φαινόμενα πολύ λεπτά. Παρ’ όλα αυτά, τα παραπάνω θεωρούνται εδραιωμένη γνώση, η οποία δεν τίθεται σοβαρά υπό ερώτημα σε κανένα από τα διδακτικά βιβλία περί του θέματος. Οι πολύμορφες αυτές έννοιες, που λέγονται «καθιερωμένο μοντέλο ή πρότυπο», (Standard model), αποτελούν μια οφθαλμοφανή αντίθεση προς τον αγώνα για απλότητα, με την οποία ο Einstein για παράδειγμα, ήθελε να περιγράψει τα τότε γνωστά σωματίδια(πρωτόνιο και ηλεκτρόνιο) ως λύσεις των εξισώσεων πεδίου. Ο νομπελίστας Paul Dirac-κανένας δεν είχε κατανοήσει το ηλεκτρόνιο καλύτερα από αυτόν-ήθελε μάλιστα να εκφράσει το πρωτόνιο και το ηλεκτρόνιο ως δυο μορφές ενός σωματιδίου.
Ευτυχισμένοι επειδή δεν καταλαβαίνουν
Μεταξύ αυτών που είναι ευχαριστημένοι με το μεγάλο πλήθος των νόμων της φύσεως, είναι αρκετοί εκείνοι οι οποίοι θεωρούν πως η κατανόηση της Φυσικής είναι περιττή και περίεργη. Η καλλιέργεια του ακατανόητου άρχισε με τις ερμηνείες της κβαντικής μηχανικής, στα τέλη της δεκαετίας του 1920, και συνεχίζεται μέχρι σήμερα, προσφέροντας στην θεωρητική φυσική την εντύπωση ότι υπερβαίνει τις διανοητικές ικανότητες των κοινών θνητών. Αυτό βέβαια είναι άνετο για τους ειδικούς, οι οποίοι με τον τρόπο αυτό δεν υποχρεούνται πια να δώσουν εξηγήσεις. Αντί αυτού, μειδιούν ειρωνικά αναφερόμενοι στις αποτυχημένες προσπάθειες των θρύλων πια της Φυσικής, όπως είναι ο Hermann von Helmholtz ή ο Lord Kelvin, επειδή προσπαθούσαν να καταλάβουν τον κόσμο των στοιχειωδών σωματιδίων με έννοιες της μηχανικής. Μήπως ο περίεργα μεγάλος αριθμός των ιδιοτήτων, που αποδίδονται σήμερα στα αθώα στοιχειώδη σωματίδια, οδήγησε σε καμιά πιο πειστική εικόνα για τον κόσμο;
Τι θα απλοποιήση τούς νόμους της φύσεως; Πολλοί επικροτούν το καθιερωμένο μοντέλο ακριβώς για την απλότητα του. Και πράγματι είναι μια απλοποίησε σε σύγκριση με τα εκατοντάδες στοιχειώδη σωματίδια που είχαν ανακαλυφθεί τις δεκαετίες 1950-60. Τα μέτρα αυτά είναι όμως πολύ σχετικά, ώστε να είναι πειστικά για την θεμελιώδη Φυσική. Φυσικά υπάρχουν άνθρωποι που αγοράζουν κατευθείαν παπούτσια κι ας στοιχίζουν με 70% έκπτωση 1000 ευρώ.
Μια δεύτερη ομάδα φυσικών παραδέχεται πως οι υποθέσεις όπως η σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια, έχουν κάνει το καθιερωμένο μοντέλο πολύ πολύπλοκο. Δεν είναι με κανένα τρόπο πεπεισμένοι, ότι οι έννοιες αυτές θα αντέξουν στον χρόνο, θεωρούν όμως ότι πρέπει να συνεχίσουμε το βιολί. Ακόμα και η συλλογή δεδομένων θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στο μέλλον. Η ώθηση εδώ όμως βρίσκεται μάλλον στο ασυνείδητο, που μας οδηγεί να κάνουμε πράγματα, τα οποία υπόκεινται στην δύναμη της συνήθειας, που είναι πιο ισχυρή από την συνειδητοποίηση ότι (αυτά που κάνουμε) είναι ανόητα. Και ποιος παραδέχεται έτσι απλά ότι η ειδικότητα του είναι άσχετη;
«Η συμφωνία μιας ηλίθιας θεωρίας με την πραγματικότητα δεν λέει απολύτως τίποτα.»-Lew Landau
Τα παιδιά ρωτούν «γιατί»; Η παρόρμηση να μάθουμε τι βρίσκεται πίσω από τα πράγματα μας οδήγησε στην περιπέτεια που λέγεται Φυσική. Ως συνέπεια για παράδειγμα, η επιστήμη έφτασε στο συμπέρασμα ότι υπάρχουν τέσσερις δυνάμεις στην φύση. Πως τα δομικά στοιχεία των πυρήνων είναι τα πρωτόνια και τα νετρόνια, τα οποία με την σειρά τους αποτελούνται από γλουόνια και κβαρκς. Τα κβαρκς εν τω μεταξύ τα έχουν χωρίσει σε έξι κατηγορίες, «γεύσεις», οι οποίες ανήκουν σε τρία «χρώματα». Πέραν από αυτά τα βαριά σωματίδια, υπάρχουν ακόμα δυο κατηγορίες, δηλαδή τα μέσου βάρους και τα ελαφρά(λεπτόνια), στα οποία ανήκουν το ηλεκτρόνιο, μυόνιο και το ταυ λεπτόνιο, και τα τρία αντίστοιχα τους νετρίνα. Ίσως να υπάρχουν και περισσότερα. Όλα αυτά τα σωματίδια έχουν όχι μόνο μάζα και ηλεκτρικό φορτίο, αλλά και isospin, charm, bottomness, και διάφορες άλλες ιδιότητες. Μια απλώς περιληπτική εξήγηση των βασικών εννοιών θα έπαιρνε αρκετές σελίδες. Επίσης, οι πιο πολλές ιδιότητες εκδηλώνονται μόνο σε φαινόμενα πολύ λεπτά. Παρ’ όλα αυτά, τα παραπάνω θεωρούνται εδραιωμένη γνώση, η οποία δεν τίθεται σοβαρά υπό ερώτημα σε κανένα από τα διδακτικά βιβλία περί του θέματος. Οι πολύμορφες αυτές έννοιες, που λέγονται «καθιερωμένο μοντέλο ή πρότυπο», (Standard model), αποτελούν μια οφθαλμοφανή αντίθεση προς τον αγώνα για απλότητα, με την οποία ο Einstein για παράδειγμα, ήθελε να περιγράψει τα τότε γνωστά σωματίδια(πρωτόνιο και ηλεκτρόνιο) ως λύσεις των εξισώσεων πεδίου. Ο νομπελίστας Paul Dirac-κανένας δεν είχε κατανοήσει το ηλεκτρόνιο καλύτερα από αυτόν-ήθελε μάλιστα να εκφράσει το πρωτόνιο και το ηλεκτρόνιο ως δυο μορφές ενός σωματιδίου.
Ευτυχισμένοι επειδή δεν καταλαβαίνουν
Μεταξύ αυτών που είναι ευχαριστημένοι με το μεγάλο πλήθος των νόμων της φύσεως, είναι αρκετοί εκείνοι οι οποίοι θεωρούν πως η κατανόηση της Φυσικής είναι περιττή και περίεργη. Η καλλιέργεια του ακατανόητου άρχισε με τις ερμηνείες της κβαντικής μηχανικής, στα τέλη της δεκαετίας του 1920, και συνεχίζεται μέχρι σήμερα, προσφέροντας στην θεωρητική φυσική την εντύπωση ότι υπερβαίνει τις διανοητικές ικανότητες των κοινών θνητών. Αυτό βέβαια είναι άνετο για τους ειδικούς, οι οποίοι με τον τρόπο αυτό δεν υποχρεούνται πια να δώσουν εξηγήσεις. Αντί αυτού, μειδιούν ειρωνικά αναφερόμενοι στις αποτυχημένες προσπάθειες των θρύλων πια της Φυσικής, όπως είναι ο Hermann von Helmholtz ή ο Lord Kelvin, επειδή προσπαθούσαν να καταλάβουν τον κόσμο των στοιχειωδών σωματιδίων με έννοιες της μηχανικής. Μήπως ο περίεργα μεγάλος αριθμός των ιδιοτήτων, που αποδίδονται σήμερα στα αθώα στοιχειώδη σωματίδια, οδήγησε σε καμιά πιο πειστική εικόνα για τον κόσμο;
Τι θα απλοποιήση τούς νόμους της φύσεως; Πολλοί επικροτούν το καθιερωμένο μοντέλο ακριβώς για την απλότητα του. Και πράγματι είναι μια απλοποίησε σε σύγκριση με τα εκατοντάδες στοιχειώδη σωματίδια που είχαν ανακαλυφθεί τις δεκαετίες 1950-60. Τα μέτρα αυτά είναι όμως πολύ σχετικά, ώστε να είναι πειστικά για την θεμελιώδη Φυσική. Φυσικά υπάρχουν άνθρωποι που αγοράζουν κατευθείαν παπούτσια κι ας στοιχίζουν με 70% έκπτωση 1000 ευρώ.
Μια δεύτερη ομάδα φυσικών παραδέχεται πως οι υποθέσεις όπως η σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια, έχουν κάνει το καθιερωμένο μοντέλο πολύ πολύπλοκο. Δεν είναι με κανένα τρόπο πεπεισμένοι, ότι οι έννοιες αυτές θα αντέξουν στον χρόνο, θεωρούν όμως ότι πρέπει να συνεχίσουμε το βιολί. Ακόμα και η συλλογή δεδομένων θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στο μέλλον. Η ώθηση εδώ όμως βρίσκεται μάλλον στο ασυνείδητο, που μας οδηγεί να κάνουμε πράγματα, τα οποία υπόκεινται στην δύναμη της συνήθειας, που είναι πιο ισχυρή από την συνειδητοποίηση ότι (αυτά που κάνουμε) είναι ανόητα. Και ποιος παραδέχεται έτσι απλά ότι η ειδικότητα του είναι άσχετη;
«Η συμφωνία μιας ηλίθιας θεωρίας με την πραγματικότητα δεν λέει απολύτως τίποτα.»-Lew Landau
Συνεχίζεται
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου