InScience Magazine

Tag: Εκλαΐκευση της Επιστήμης

  • What Is a QUANTUM FIELD THEORY? – ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΡΙΤΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΥ

    What Is a QUANTUM FIELD THEORY? – ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΡΙΤΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΥ

    Michel Talagrand
    Cambridge University Press, 2022
    756 σελίδες

    Θεοφάνης Γραμμένος,

    Αναπλ. Καθηγητής Εφαρμοσμένων Μαθηματικών, Πανεπιστήμιο ΘεσσαλίαςTo InS σε συνεργασία με τον Αναπληρωτή Καθηγητή του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας Θεοφάνη Γραμμένο ξεκινά την παρουσίαση και κριτική επιστημονικών συγγραμμάτων. Στην ελληνική, μεταφρασμένη ή μη, βιβλιογραφία δεν υπάρχουν πολλά συγγράμματα σχετικά με την κβαντική θεωρία πεδίων και ο βασικός (αν και όχι ο μοναδικός) λόγος για αυτή την έλλειψη είναι πως πρόκειται για ένα αντικείμενο που, εξ αιτίας των υψηλών μαθηματικών απαιτήσεων αλλά και της προϋπόθεσης προχωρημένων γνώσεων κβαντικής μηχανικής, διδάσκεται σχεδόν κατ’ εξοχήν σε μεταπτυχιακά προγράμματα σπουδών θεωρητικής φυσικής τα οποία για ευνόητους λόγους ανέκαθεν ήταν ολιγομελή. Ωστόσο, η κβαντική θεωρία πεδίων, ένα από τα πιο σπουδαία επιτεύγματα της φυσικής σκέψης και γενικότερα της ανθρώπινης νόησης, έχει μεγάλο ενδιαφέρον και για τους μαθηματικούς παρότι η σχετική εκδοτική δραστηριότητα ως προς το μαθηματικό αναγνωστικό κοινό είναι ακόμη μικρότερη. Μάλιστα ακόμη και στη διεθνή βιβλιογραφία τα απευθυνόμενα στη μαθηματική κοινότητα σχετικά διδακτικά συγγράμματα, τα οποία χαρακτηρίζονται από την απαραίτητη αφαιρετική μαθηματική προσέγγιση και τη συνακόλουθη αυστηρότητα, δεν ξεπερνούν τα δέκα. Σε αυτά έρχεται πλέον να προστεθεί το ανωτέρω βιβλίο που εκδόθηκε το 2022 από τις Πανεπιστημιακές Εκδόσεις του Cambridge. Ο συγγραφέας του, ο Γάλλος Michel Talagrand, δεν είναι άγνωστος στους μαθηματικούς. Το 2024 του απονεμήθηκε το Βραβείο Abel για τη συμβολή του στη συναρτησιακή ανάλυση και τη θεωρία πιθανοτήτων και τις εφαρμογές τους στη μαθηματική φυσική, και ειδικότερα για το έργο του στις στοχαστικές διαδικασίες. Το Βραβείο Abel προστέθηκε σε ένα πλήθος άλλων διακρίσεων του Talagrand όπως, για παράδειγμα, το Βραβείο Fermat (1997), το Βραβείο Shaw (2019), και το Μετάλλιο Stefan Banach της Πολωνικής Ακαδημίας Επιστημών (2022).

    Το παρόν σύγγραμμα αποπειράται να γεφυρώσει, με όσο το δυνατόν πιο κατανοητό και προσιτό τρόπο, την απόσταση μεταξύ της προσέγγισης των θεωρητικών φυσικών στο αντικείμενο και της αυστηρής τεκμηρίωσης που αποζητούν οι μαθηματικοί. Ως μοναδικό προαπαιτούμενο ο Talagrand θέτει την καλή γνώση γραμμικής άλγεβρας και απειροστικού λογισμού, ενώ τα όποια άλλα μαθηματικά αντικείμενα που θα χρειαστεί ο αναγνώστης, όπως, για παράδειγμα, οι μη φραγμένοι τελεστές, η θεωρία κατανομών, και η θεωρία αναπαραστάσεων, καθώς και μια περιεκτική παρουσίαση θεμάτων από το αναγκαίο υπόβαθρο φυσικής, επεξηγούνται σε 16 παραρτήματα στο τέλος.

    Το βιβλίο είναι χωρισμένο σε τέσσερα μέρη. Στο πρώτο μέρος με τίτλο «Basics» παρουσιάζονται με αρκετή λεπτομέρεια τα βασικά στοιχεία της μη σχετικιστικής κβαντικής μηχανικής και της μη σχετικιστικής κβαντικής θεωρίας πεδίων, οι ομάδες Lorentz και Poincaré, το ελεύθερο βαθμωτό πεδίο με μάζα, οι βασικές αρχές της κβάντωσης και ο τρόπος που στηρίζεται στη λαγκρανζιανή και τη χαμιλτονιανή μηχανική, και τέλος το φαινόμενο Casimir. Το δεύτερο μέρος με τίτλο «Spin» είναι αφιερωμένο στο σπιν. Πιο συγκεκριμένα, περιλαμβάνονται εκτεταμένα οι αναπαραστάσεις της ορθογώνιας ομάδας, της ομάδας Lorentz, και της ομάδας Poincaré, και τα βασικά ελεύθερα πεδία όπου, μεταξύ άλλων, αναλύεται κατανοητά η έννοια της μικροαιτιότητας. Το δεύτερο μέρος κλείνει με τα πεδία Dirac και Majorana. Στο τρίτο μέρος με τίτλο «Interactions», ο Talagrand καταπιάνεται με τις αλληλεπιδράσεις. Μετά από μια επαρκή εισαγωγή στη (τόσο τη χρονο-ανεξάρτητη όσο και τη χρονο-εξαρτώμενη) θεωρία διαταραχών, προχωρά στη μελέτη της σκέδασης, του μητρώου ή πίνακα σκέδασης, και της έννοιας της ενεργού διατομής, ενώ αφιερώνει περί τις 70 σελίδες στην εξέταση του μητρώου σκέδασης στο πλαίσιο της θεωρίας διαταραχών. Στο κεφάλαιο αυτό, μεταξύ άλλων, παρουσιάζονται με διδακτικό τρόπο το θεώρημα του Wick, ο διαδότης και τα διαγράμματα Feynman, και το μοντέλο φ4. Το τελευταίο κεφάλαιο του τρίτου μέρους αφορά τα αλληλεπιδρώντα κβαντικά πεδία όπου, μεταξύ άλλων, παρουσιάζεται μια διαγραμματική ερμηνεία του θεωρήματος των Gell-Mann και Low μέσω του οποίου είναι δυνατή η σύνδεση της θεμελιώδους κατάστασης ενός αλληλεπιδρώντος κβαντικού συστήματος με τη θεμελιώδη κατάσταση της αντίστοιχης μη αλληλεπιδρώσας θεωρίας.

    Το τέταρτο μέρος του βιβλίου με τίτλο «Renormalization» εξετάζει με μαθηματικά αυστηρό τρόπο την δύσκολη έννοια της επανακανονικοποίησης ξεκινώντας με τη λεγόμενη απαρίθμηση δυνάμεων, ιδέα που εισήγαγε ο Freeman Dyson το 1948 στην προσπάθεια να αποφανθεί σχετικά με το ποιες θεωρίες κβαντικών πεδίων είναι επανακανονικοποιήσιμες. Η απαρίθμηση αυτή συνδέει τα κβαντικά πεδία, τις σταθερές σύζευξης, και τις παραμέτρους μάζας τους. Παρουσιάζεται το θεώρημα απαρίθμησης δυνάμεων του Weinberg, και στη συνέχεια εξετάζεται η μέθοδος επανακανονικοποίησης Bogoliubov-Parasiuk-Hepp-Zimmermann, γνωστή και ως σχήμα BPHZ, με την οποία καθίστανται πεπερασμένα τα πλάτη Feynman, ενώ διατηρούνται σε ισχύ οι βασικές απαιτήσεις της σχετικιστικής κβαντικής θεωρίας πεδίων, δηλαδή το αναλλοίωτο κατά Lorentz, η μοναδιακότητα, και η αιτιότητα. Η μέθοδος στηρίζεται στη συστηματική αφαίρεση ολοκληρωμάτων στον χώρο των ορμών, γεγονός που τη διακρίνει από άλλες μεθόδους επανακανονικοποίησης. Ακολούθως, στο πλαίσιο αυτής της μεθόδου μελετάται ο αποφασιστικός ρόλος των λεγόμενων αντισταθμιστικών όρων, οι ιδιομορφίες και ο έλεγχός τους, και τέλος αποδεικνύεται η σύγκλιση του σχήματος BPHZ.

    Το πέμπτο και τελευταίο μέρος φέρει τον τίτλο «Complements» και περιλαμβάνει, όπως προαναφέρθηκε, 16 παραρτήματα στα οποία παρουσιάζονται συμπληρωματικά στοιχεία από τη θεωρία αναπαραστάσεων, η οριστικοποίηση της απόδειξης του θεωρήματος του Stone, οι κανονικές σχέσεις μετάθεσης, μια συμπαγής παρουσίαση των αλγεβρών Lie, στοιχεία της ειδικής θεωρίας σχετικότητας, σχόλια σχετικά με την ύπαρξη του τελεστή θέσης, οι αναπαραστάσεις της ομάδας Poincare, ο χαμιλτονιανός φορμαλισμός για κλασικά πεδία, η κβάντωση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου μέσω της προσέγγισης Gupta-Bleuler, οι εξισώσεις Lippmann-Schwinger, συναρτήσεις επί επιφανειών και θεωρία κατανομών, στοιχεία κατανομών Schwartz (γνωστών και ως tempered distributions), τα αξιώματα του Wightman και το θεώρημα του Haag, ο διαδότης Feynman και η εξίσωση Klein-Gordon, το δυναμικό Yukawa, και τέλος οι πρωτεύουσες τιμές και οι συναρτήσεις δέλτα.

    Το βιβλίο του Talagrand είναι ίσως το πλέον ενδεδειγμένο για έναν μαθηματικό που αναζητά τη μαθηματική αυστηρότητα δοσμένη με διδακτικό τρόπο και παράλληλα με τη φυσική εξήγηση και κατανόηση. Ο αναγνώστης θα ωφεληθεί πολύ στην καλύτερη εμπέδωση της παρουσιαζόμενης ύλης αν επεξεργαστεί τις περίπου 300 ασκήσεις που περιέχει το βιβλίο, ενώ στο τέλος δίνονται οι λύσεις σε επιλεγμένες ασκήσεις.
    Ο Θεοφάνης Γραμμένος είναι Αναπληρωτής Καθηγητής του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας με γνωστικό αντικείμενο «Εφαρμοσμένα Μαθηματικά με έμφαση στις Διαφορικές Εξισώσεις και την Κλασική Θεωρία Πεδίου». Στα ερευνητικά ενδιαφέροντά του περιλαμβάνονται οι διαφορικές εξισώσεις, η τανυστική ανάλυση και η διαφορική γεωμετρία, η γενική θεωρία της σχετικότητας, η θεωρητική μηχανική, και η ιστορία και επικοινωνία των μαθηματικών επιστημών. Έχει δημοσιεύσει περισσότερα από 40 άρθρα σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά και πρακτικά συνεδρίων, έχει συγγράψει δύο επιστημονικά συγγράμματα με αντικείμενα τη Γραμμική Άλγεβρα (Εκδ. Τζιόλα) και τα Ασαφή Μαθηματικά (Wiley), αντίστοιχα, και έχει μεταφράσει περισσότερα από 15 επιστημονικά συγγράμματα Μαθηματικών.

  • Η ΜΗΧΑΝΗ ΤΗΣ ΓΕΝΕΣΗΣ – Ξαναγράφοντας τη ζωή στην εποχή της συνθετικής βιολογίας

    Η ΜΗΧΑΝΗ ΤΗΣ ΓΕΝΕΣΗΣ – Ξαναγράφοντας τη ζωή στην εποχή της συνθετικής βιολογίας

    ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΡΗΤΗΣ

    AMY WEBB & ANDREW HESSEL

    Μετάφραση: Μιχάλης Μακρόπουλος

    ISBN 978-618-230-074-9

    Διαστάσεις: 17 x 24 cm
    Αριθμός σελίδων:     392

    Τιμή: € 20

    Έτος έκδοσης: 2024Στον 20ό αιώνα οι βιολόγοι θέλησαν να αποσυνθέσουν τα δομικά στοιχεία της ζωής (ιστούς, κύτταρα, πρωτεΐνες) για να μάθουν πώς λειτουργούν. Στον τωρινό αιώνα, αντίθετα, μια νέα γενιά βιολόγων υπόσχεται να αποκαλύψει πώς δη­μιουργείται η ζωή, αλλά και πώς μπορεί να αναδημιουργηθεί. Αυτό το αναδυόμενο επιστημονικό πεδίο ονομάζεται συνθετική βιολογία και έχει έναν και μόνο στόχο: να μας δώσει πρόσβαση στο ανθρώπινο κύτταρο ώστε να μπορούμε να γράφουμε καινούργιο —και πιθανώς καλύτερο— βιολογικό κώδικα.

    Στο πλαίσιο της συνθετικής βιολογίας, μηχανικοί σχεδιάζουν νέα υπολογιστικά συστήματα βιολογικού ενδιαφέροντος, νεοφυείς επιχειρήσεις πωλούν εκτυπωτές ικανούς να μετατρέπουν κώδικα υπολογιστή σε «ζωντανούς οργανισμούς», ενώ αρχιτέκτονες δικτύων χρησιμοποιούν DNA στη θέση των σκληρών δίσκων. Άλλοι επιστήμονες αναπτύσσουν περίτεχνα συστήματα όπου ανθρώπινα όργανα σε νανοκλίμακα ζουν και αναπτύσσονται έξω από το ανθρώπινο σώμα. Βιολόγοι, μηχανικοί, επιστήμονες των υπολογιστών και πολλοί άλλοι ερευνητές έχουν διαμορφώσει από κοινού ένα σύνθετο οικοσύστημα από ειδικούς, ερευνητικά εργαστήρια, συστήματα υπολογιστών, κρατικούς οργανισμούς και ιδιωτικές επιχειρήσεις το οποίο δημιουργεί νέους τρόπους κατανόησης της ζωής, καθώς και νέες μορφές της. Πρόκειται για μια αληθινή μηχανή της γένεσης.

    Σύντομα η ζωή δεν θα είναι πλέον ένα παιχνίδι της τύχης αλλά απόρροια σχεδιασμού και επιλογής. Η μηχανή της γένεσης θα καθορίσει το πώς αντιλαμβανόμαστε και ορίζουμε την οικογένεια, πώς αναγνωρίζουμε τη νόσο και αντιμετωπίζουμε τη γήρανση, πώς φτιάχνουμε τα σπίτια μας και πώς τρεφόμαστε. Θα παίξει κρίσιμο ρόλο στη διαχείριση της κατάστασης κλιματικής έκτακτης ανάγκης που βιώνουμε σήμερα και τελικά στην ίδια την επιβίωση του ανθρώπινου είδους.

    Περιεχόμενα

    Πρόλογος στην ελληνική έκδοση
    Εισαγωγή
    Θα έπρεπε να είναι η ζωή ένα τυχερό παιχνίδι;

    ΜΕΡΟΣ Α΄: Προέλευση
    1. Λέγοντας όχι στα κακά γονίδια: Η γέννηση της μηχανής της γένεσης
    2. Μια κούρσα ώς τη γραμμή εκκίνησης
    3. Τα τούβλα της ζωής
    4. Ο Θεός, ένας Church κι ένα (ως επί το πλείστον) μαλλιαρό μαμούθ

    ΜΕΡΟΣ Β΄: Τώρα
    5. Η βιοοικονομία
    6. Η Βιολογική Εποχή
    7. Εννέα κίνδυνοι

    ΜΕΡΟΣ Γ΄: Εκδοχές του μέλλοντος
    9. Διερευνώντας ό,τι πρόσφατα έγινε πιθανό
    10. Σενάριο Ένα: Δημιουργώντας το παιδί σας στη Wellspring
    11. Σενάριο Δύο: Τι συνέβη όταν καταργήσαμε τη γήρανση
    12. Σενάριο Τρία: «Πού να φας» 2037, του Ακίρα Γκολντ
    13. Σενάριο Τέσσερα: Υπογείως
    14. Σενάριο Πέντε: Το Υπόμνημα

    ΜΕΡΟΣ Δ΄: Ο δρόμος προς τα εμπρός
    15. Μια νέα αρχή

    Επίλογος
    Ευχαριστίες
    Σημειώσεις
    Βιβλιογραφία
    Ευρετήριο

    Εικαστικό θέμα του εξωφύλλου: David S. Goodsell, RCSB Protein Data Bank and Scripps Research. Ο ζωγραφικός πίνακας δημιουργήθηκε στο πλαίσιο της έκθεσης SciArt η οποία πραγματοποιήθηκε στο συνέδριο της Αμερικανικής Κρυσταλλογραφικής Εταιρείας το 2022.Η Έιμυ Ουέμπ (Amy Webb) είναι αμερικανίδα συγγραφέας και δημοσιογράφος, επίκουρη καθηγήτρια στη Σχολή Επιχειρήσεων Stern του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης. Δραστήριο μέλος πολλών οργανισμών (Παγκόσμιο Οικονομικό Φόρουμ, αμερικανικό Συμβούλιο Διεθνών Σχέσεων, Επιτροπή Bretton Woods κ.ά.), έχει γράψει μια σειρά από αξιόλογα βιβλία: How to Make J-School Matter (Again) (2015), The Signals Are Talking: Why Today’s Fringe Is Tomorrow’s Mainstream (2016), The Big Nine: How the Tech Titans and Their Thinking Machines Could Warp Humanity (2019).

    Ο Άντριου Χέσσελ (Andrew Hessel) είναι καναδός γενετιστής και επιχειρηματίας, ο οποίος διερευνά την αιχμή της ψηφιακής βιολογίας, με επίκεντρο την πλήρη γονιδιωματική σύνθεση. Άλλοτε ερευνητής σε μεγάλες ιδιωτικές εταιρείες, είναι συνιδρυτής της νεοφυούς εταιρείας Humane Genomics, η οποία ειδικεύεται σε συνθετικούς ιούς που καταστρέφουν καρκινικά κύτταρα. Είναι επίσης συνιδρυτής και πρόεδρος του Genome Project-Write (GPW), διεθνούς επιστημονικής προσπάθειας για την προώθηση της σχεδίασης και κατασκευής μεγάλων γονιδιωμάτων, μεταξύ των οποίων και του ανθρώπινου. Ένθερμος υποστηρικτής της βιολογίας ανοιχτού κώδικα, θεωρεί τα κύτταρα ζωντανούς υπολογιστές και το DNA γλώσσα προγραμματισμού.

  • ΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΤΗΣ ΠΑΝΔΗΜΙΑΣ

    ΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΤΗΣ ΠΑΝΔΗΜΙΑΣ

    ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΡΗΤΗΣ

    MANUEL DE LEÓN & ANTONIO GÓMEZ CORRAL

    Μετάφραση: Ανδρομάχη Σπανού

    ISBN 978-618-230-075-6

    Διαστάσεις: 14 x 21 cm
    Αριθμός σελίδων:     192

    Τιμή: € 15

    Έτος έκδοσης: 2024Από τον λοιμό των Αθηνών, το 430 π.Χ., και τη μαύρη πανώλη τον 14ο αιώνα ώς την ισπανική γρίπη το 1918 και την COVID-19 στα πρώτα χρόνια της δεκαετίας του 2020 η ανθρωπότητα έρχεται περιοδικά αντιμέτωπη με πανδημίες που έχουν τεράστιες κοινωνικές επιπτώσεις. Σήμερα, βέβαια, ζούμε σε μια εποχή πολύ διαφορετική από εκείνη των αρχαίων Αθηναίων ή των Ευρωπαίων του Μεσαίωνα, ή ακόμα και από εκείνη στην οποία βρισκόταν ο κόσμος κατά το πρώτο τέταρτο του 20ού αιώνα. Ξέρουμε ποιον πολεμάμε και δουλεύουμε με προηγμένα εργαλεία· αυτά συγκροτούν ένα πλαίσιο στο οποίο τα μαθηματικά παίζουν εξέχοντα ρόλο και αποδεικνύονται όπλο καθοριστικής σημασίας. Οι μαθηματικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται προκειμένου να προλαμβάνουμε, να προβλέπουμε, να ελέγχουμε και να καταπολεμούμε τις ασθένειες αξιοποιούν πρακτικά όλο τον επιστημονικό κλάδο, από τις διαφορικές εξισώσεις μέχρι τη βελτιστοποίηση, ενώ περιλαμβάνουν επίσης τη στατιστική, τις χρονοσειρές, τις αλυσίδες Μαρκόφ, τις αριθμητικές μεθόδους, τη γεωμετρία κ.λπ.· η μαθηματική επιστήμη βρίσκεται κυριολεκτικά στην υπηρεσία της κοινωνίας.

    Περιεχόμενα

    Εισαγωγή

    1. Η μορφή του εχθρού
      2. Επιδημίες και εμβόλια: Ντάνιελ Μπερνούλλι εναντίον Ζαν λε Ρον ντ’ Αλαμπέρ
      3. Τα μαθηματικά ενάντια στην ελονοσία και τα μηχανιστικά μοντέλα
      4. Το μοντέλο SIR και πέρα από αυτό
      5. Κάθετη μετάδοση και η εξάλειψη των επωνύμων
      6. Οι αλυσίδες του Αντρέι Μαρκόφ στη βιολογία
      7. Χρονοσειρές και η τιμή του παρατηρούμενου
      8. Οι κοινωνικές όψεις μιας πανδημίας

    Επίλογος: Πήραμε το μάθημά μας;
    Ευχαριστίες
    Βιβλιογραφία
    Ο Manuel de León είναι μαθηματικός, καθηγητής ερευνών στο Ανώτερο Συμβούλιο Επιστημονικών Ερευνών (CSIC) και ιδρυτής του Ινστιτούτου Μαθηματικών Επιστημών της Ισπανίας. Διετέλεσε μέλος της Εκτελεστικής Επιτροπής της Διεθνούς Μαθηματικής Ένωσης (IMU) και του Διεθνούς Συμβουλίου Επιστημών (ICSU).

    Ο Antonio Gómez Corral είναι μαθηματικός και καθηγητής του Πανεπιστημίου Κομπλουτένσε της Μαδρίτης (UCM). Τα επιστημονικά του ενδιαφέροντα, τόσο σε επίπεδο έρευνας όσο και εκλαΐκευσης της επιστήμης, επικεντρώνονται στις εφαρμογές των στοχαστικών δια­δικασιών στη βιολογία, ιδιαίτερα στην εξάπλωση των μεταδοτικών ασθενειών.

  • ΑΠΟ ΠΟΥ ΠΑΝΕ ΣΤΟ ΣΥΜΠΑΝ; Το ταξίδι ενός θεωρητικού φυσικού στα όρια της πραγματικότητας

    ΑΠΟ ΠΟΥ ΠΑΝΕ ΣΤΟ ΣΥΜΠΑΝ; Το ταξίδι ενός θεωρητικού φυσικού στα όρια της πραγματικότητας

    ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΡΗΤΗΣ

    Michael Dine

    Μετάφραση: Κωνσταντίνος Κυρίτσης

    ISBN 978-618-230-068-8

    Διαστάσεις: 14 x 21 cm
    Αριθμός σελίδων:     360

    Τιμή: € 20

    Έτος έκδοσης: 2024Οι περισσότεροι έχουμε ακούσει για μακρινά άστρα και γαλαξίες. Έχουμε ακούσει ότι το σύμπαν προέκυψε από μια μεγάλη έκρηξη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Αλλά τι μέγεθος και τι ηλικία έχει; Από πού προήλθε; Ποια η τελική μοίρα του; Βέβαια, έχουμε επίγνωση της ύπαρξης των ατόμων, ίσως και πραγμάτων πολύ μικρότερων από αυτά. Αλλά πώς είναι δυνατόν να γνωρίζουμε για τους ατομικούς πυρήνες; Πώς γίνεται αυτές οι μικροσκοπικές οντότητες να ελέγχουν τη λειτουργία του σύμπαντος, αλλά και την παρασκευή ενός σάντουιτς, τη χρήση μιας πιστωτικής κάρτας ή τη μετακίνησή μας; Από τις μεγαλύτερες έως τις μικρότερες κλίμακες, το σύμπαν μάς φαίνεται απίστευτα μυστηριώδες. Μπορούμε άραγε να κάνουμε κάτι πέρα από εικασίες για την αρχιτεκτονική και τα δομικά του υλικά; Μπορούμε να σκεφτούμε πειράματα που θα απαντήσουν στην απορία μας για το τι ισχύει σε τόσο εξωπραγματικές κλίμακες;

    Φαίνεται πως ζούμε σε μια εξαιρετική στιγμή της ανθρώπινης ιστορίας. Από τη μία, αντιμετωπίζουμε τεράστιες προκλήσεις: κλιματική αλλαγή, πανδημίες, απειλή πυρηνικού πολέμου. Από την άλλη, διαθέτουμε γνώσεις για τον κόσμο γύρω μας ―και για το σύμπαν― πέρα από οτιδήποτε θα μπορούσε να διανοηθεί κανείς ακόμα και πριν από έναν αιώνα. Ωστόσο, η καθημερινή μας εμπειρία καταλαμβάνει μόνο μια μικρή γωνιά του. Η ζωή μας διαδραματίζεται σε κλίμακες εκατοστών, μέτρων, χιλιομέτρων, ίσως και χιλιάδων χιλιομέτρων. Όμως γνωρίζουμε τη φύση και σε μικρότερες κλίμακες ― πολύ μικρότερες από το μέγεθος ενός ατομικού πυρήνα. Έχουμε επίσης γνώσεις για το σύμπαν σε αφάνταστα μεγάλες αποστάσεις. Ακόμα πιο εκπληκτικό είναι ότι γνωρίζουμε ―αληθινά γνωρίζουμε― γεγονότα που συνέβησαν δισεκατομμύρια χρόνια πριν και ότι μπορούμε να δηλώσουμε με αρκετή σιγουριά τι θα συμβεί στο σύμπαν μέσα στα επόμενα δεκάδες δισεκατομμύρια έτη. Τούτο το βιβλίο επιχειρεί να αφουγκραστεί τον παλμό αυτής της εξαιρετικής στιγμής.

    Περιεχόμενα

    ΒΗΜΑ ΠΡΩΤΟ
    1. Επιθεωρώντας το σύμπαν
    2. Μπορούμε να θεωρούμε δεδομένο τον χώρο και τον χρόνο;
    3. Τι εννοούμε με τον όρο σύμπαν;

    ΒΗΜΑ ΔΕΥΤΕΡΟ
    4. Μπορεί η κβαντομηχανική να προβλέψει το μέλλον;
    5. Οι καρποί της πυρηνικής εποχής
    6. Το βάρος των πιο μικρών πραγμάτων
    7. Αστρικό στερέωμα

    ΤΑ ΕΠΟΜΕΝΑ ΒΗΜΑΤΑ
    8. Γιατί υπάρχει κάτι και όχι τίποτα;
    9. «Το πρόβλημα των μεγάλων αριθμών»
    10. Από τι είναι φτιαγμένο το σύμπαν;
    11. Η σκοτεινή ενέργεια

    ΕΝΑ ΒΗΜΑ ΣΕ ΟΛΙΣΘΗΡΟ ΕΔΑΦΟΣ
    12. Στην αρχή των πάντων
    13. Μπορούμε να καταλήξουμε σε μια τελική θεω­ρία χωρίς να σηκωθούμε από την καρέκλα μας;
    14. Η τοπογραφία της πραγματικότητας
    15. Ρίχνοντας τα ζάρια της θεωρητικής φυσικής

    Σημειώσεις
    Ευχαριστίες
    Ευρετήριο

    ———————————————————————————————————————————–Ο Μάικλ Ντάιν είναι αμερικανός θεωρητικός φυσικός, τακτικός καθηγητής στο Ινστιτούτο Σωματιδιακής Φυσικής της Σάντα Κρουζ του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας. Ειδικός στα πεδία της υπερσυμμετρίας και της θεωρίας χορδών, έχει εκτεταμένο ερευνητικό έργο πάνω σε εφαρμογές της θεωρίας των υπερχορδών στην κοσμολογία. Είναι εκλεγμένο μέλος της αμερικανικής Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών από το 2019. Έχει γράψει το σύγγραμμα Supersymmetry and String Theory: Beyond the Standard Model (Cambridge University Press 2007, 2015). Το Από πού πάνε στο σύμπαν; είναι το πρώτο του βιβλίο επιστημονικής εκλαΐκευσης.

  • ΕΙΝΑΙ Η ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΜΙΑ ΜΟΔΑ ΤΩΝ ΚΑΙΡΩΝ;

    ΕΙΝΑΙ Η ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΜΙΑ ΜΟΔΑ ΤΩΝ ΚΑΙΡΩΝ;

    Erwin Schrödinger

    Μετάφραση: Κωνσταντίνα Γεωργούλια

    Το παρόν κείμενο είναι το τέταρτο κεφάλαιο από το βιβλίο του Erwin Schrödinger με τίτλο Science and the Human Temperament (Η Επιστήμη και η Ανθρώπινη Ιδιοσυγκρασία) που εκδόθηκε το 1935 στο Λονδίνο από τις εκδόσεις George Allen & Unwin Ltd. Πρόκειται για εκτενή μορφή μιας διάλεξης στο Τμήμα Φυσικής και Μαθηματικών της Πρωσικής Ακαδημίας, στις 18 Φεβρουαρίου 1932, σε ελεύθερη απόδοση του δόκτορος James Murphy.ΥΠΑΡΧΕΙ ένα πολύ γνωστό απόφθεγμα του Ζολά, ότι η τέχνη είναι η φύση μέσα από το πρίσμα της ιδιοσυγκρασίας – L’ art c’est la nature vue au travers d’ un tempérament. Μπορεί να ειπωθεί το ίδιο και για την επιστήμη; Το ερώτημα είναι καίριο, γιατί επηρεάζει έναν θεμελιώδη ισχυρισμό, ο οποίος διατυπώνεται συχνά σήμερα στο όνομα της επιστήμης. Σε αντίθεση με τη ζωγραφική και τη λογοτεχνία και τη μουσική, που είναι υποκειμενικοί τρόποι κατανόησης της πραγματικότητας και, κατά συνέπεια, μπορούν να αλλάζουν με τη μεταβολή του πολιτισμικού περιβάλλοντος, η επιστήμη λέγεται ότι μας παρέχει ένα σώμα αλήθειας, το οποίο δεν έχει πλαστεί από την ανθρώπινη ιδιοσυγκρασία, με αποτέλεσμα να είναι αντικειμενικό και σταθερό. Σε ποιο βαθμό ισχύει κάτι τέτοιο;

    Προτού απαντήσουμε στο ερώτημα απευθείας, είναι απαραίτητο να κάνουμε μια διάκριση ανάμεσα σε δύο ομάδες επιστημών. Από τη μία, έχουμε αυτό που αποκαλούμε «θετικές» επιστήμες και, από την άλλη, αυτές που ασχολούνται με το ανθρώπινο πνεύμα και τις δραστηριότητές του. Στη δεύτερη ομάδα ανήκουν επιστήμες, όπως η ιστορία, η κοινωνιολογία, η ψυχολογία κτλ.

    Τώρα, είναι προφανές, νομίζω, ότι το σώμα της αλήθειας, το οποίο προτείνουν αυτές οι ανθρωπιστικές επιστήμες, δεν μπορεί να διεκδικήσει έναν απολύτως αντικειμενικό χαρακτήρα. Ας πάρουμε, για παράδειγμα, την ιστορία. Παρόλο που απαιτούμε από τον ιστορικό να μην αποκλίνει από την αντικειμενική αλήθεια των γεγονότων που περιγράφει, ωστόσο αν πρόκειται να είναι κάτι παραπάνω από ένας απλός χρονικογράφος, η δουλειά του θα πρέπει να εκτείνεται πέρα από την ανακάλυψη και την αφήγηση της γυμνής αλήθειας. Κατά συνέπεια, η επιλογή που κάνει από την πρώτη ύλη που έχει στη διάθεσή του, η διατύπωση και η τελική παρουσίασή της πρέπει απαραίτητα να επηρεάζονται από ολόκληρη την προσωπικότητά του. Και πράγματι, μετά χαράς συγχωρούμε την υποκειμενική παρέμβαση του ιστορικού στο υλικό το οποίο επεξεργάζεται, δεδομένου ότι νιώθουμε το άγγιγμα μιας ισχυρής προσωπικότητας, η οποία υφαίνει για μας ένα ενδιαφέρον ανθρώπινο μοτίβο από τη γυμνή αλήθεια της ιστορίας. Πράγματι, εδώ είναι που αρχίζει η επιστημονική ιστορία, ενώ το έργο του σχολαστικού χρονικογράφου θεωρείται ότι παρέχει απλώς την πρώτη ύλη της.

    Παρόμοιες παρατηρήσεις ταιριάζουν και σε όλες εκείνες τις επιστήμες που ασχολούνται με την ανθρώπινη ζωή και συμπεριφορά. Σε όλες τους, η παρουσίαση της αλήθειας που αντιπροσωπεύουν πρέπει απαραίτητα να δείχνει την ενεργή επιρροή της ανθρώπινης ιδιοσυγκρασίας. Ασφαλώς, υπάρχει πάντα το ιδανικό τού να διατηρείται ο μεγαλύτερος δυνατός βαθμός αντικειμενικότητας στη διαδικασία αυτών των επιστημών και ένα έργο σε αυτόν τον κλάδο της μελέτης θα θεωρείται επιστημονικό ή όχι στο βαθμό που θα παραμένει πιστό στο αντικειμενικό ιδανικό ή θα απομακρύνεται από αυτό. Ωστόσο, δεν υπάρχει ούτε μία από αυτές τις ανθρωπιστικές επιστήμες που να μην εμπεριέχει κάποιο καλλιτεχνικό στοιχείο. Και στο βαθμό που το έχει, εμπίπτει στην περιγραφή του Ζολά. Το αντικείμενο με το οποίο ασχολούνται είναι πάντα vue au travers d’ un tempérament.

    Ας δούμε τώρα τις «θετικές» επιστήμες. Από τη διαδικασία που ακολουθείται σε αυτές τις επιστήμες αποκλείεται, για λόγους αρχής, καθετί το υποκειμενικό. Η Φυσική Επιστήμη ανήκει ουσιαστικά σε αυτή την κατηγορία. Από όλη τη φυσική έρευνα, απαγορεύεται σχολαστικά η υποκειμενική παρέμβαση του ερευνητή, έτσι ώστε να φτάσει στην απολύτως αντικειμενική αλήθεια για την άψυχη φύση. Όταν η αλήθεια αυτή διατυπωθεί τελικά, μπορεί να ελεγχθεί μέσα από πειράματα από οποιονδήποτε σε ολόκληρο τον κόσμο, και πάντα με το ίδιο αποτέλεσμα. Μέχρι στιγμής, η Φυσική είναι απολύτως ανεξάρτητη από την ανθρώπινη ιδιοσυγκρασία και αυτό προτάσσεται ως ο βασικός ισχυρισμός της προς αποδοχή. Ορισμένοι από τους πρωταγωνιστές της Φυσικής Επιστήμης προχωρούν τόσο πολύ, ώστε να θεωρούν ότι πρέπει να αποκλείεται όχι μόνο ο μεμονωμένος ανθρώπινος νους στις τελικές δηλώσεις της φυσικής έρευνας, αλλά και η ανθρώπινη διάσταση ως σύνολο. Κάθε βαθμός ανθρωπομορφισμού αποκλείεται επιμελώς· έτσι ώστε, τουλάχιστον, σε αυτόν τον κλάδο της επιστήμης, ο άνθρωπος να μην είναι πλέον το μέτρο των πάντων, όπως συνήθιζαν να ισχυρίζονται οι Έλληνες Σοφιστές.

    Είναι αυτός ο ισχυρισμός απολύτως αληθής; Σε έναν μεγαλύτερο βαθμό απ’ ό,τι στην περίπτωση οποιασδήποτε άλλης επιστήμης, είναι αληθής. Αλλά πιστεύω ότι προχωρά πολύ πιο πέρα. Θα μπορούσαμε άνετα να παραδεχτούμε ότι ένα φυσικό πείραμα, για παράδειγμα, για χάριν απλότητας, μια μέτρηση αστεριών, είναι ανεξάρτητη από το αν την πραγματοποιεί ο κ. Γουίλσον στη Νέα Υόρκη ή η φροϊλάιν Μίλερ στο Βερολίνο. Το αποτέλεσμα θα είναι πάντα το ίδιο, δεδομένου ασφαλώς ότι πληρούνται οι απαραίτητες τεχνικές προϋποθέσεις.

    Το ίδιο ισχύει και για όλα τα αποδεδειγμένα πειράματα στη Φυσική. Η πρώτη και αναγκαία συνθήκη που απαιτούμε από οποιαδήποτε διαδικασία πειράματος, προτού αυτή γίνει δεκτή στην κανονική διαδικασία της φυσικής έρευνας είναι ότι θα παρέχει απαρέγκλιτα τα ίδια αποτελέσματα. Θεωρούμε ότι ένα πείραμα δεν είναι άξιο επιστημονικής σκέψης ή αποδοχής, αν δεν πληροί αυτή την προϋπόθεση. Είναι, λοιπόν, από αυτή την τεράστια ποσότητα μεμονωμένων αποτελεσμάτων, τα οποία συσσωρεύονται από τέτοιου είδους αναπαράξιμα πειράματα, που είναι φτιαγμένη η όλη υφή της Φυσικής Επιστήμης. Και αυτά τα κλασικά αποτελέσματα είναι η μόνη πρώτη ύλη που επιτρέπεται να χρησιμοποιείται στην περαιτέρω ανάπτυξη της επιστημονικής αλήθειας. Συνεπώς, μιας και δεν παραδεχόμαστε εδώ καμία άλλη πηγή γνώσης από εκείνη του ακριβούς πειράματος, θα φαινόταν εκ πρώτης όψεως ότι η Φυσική Επιστήμη έχει κάθε δικαίωμα να διατυπώνει τον ισχυρισμό της με βάση τον οποίο είναι ο αυθεντικός κομιστής της απόλυτης, αντικειμενικής αλήθειας. Αλλά για να εκτιμήσουμε αυτόν τον ισχυρισμό θα πρέπει να ληφθούν υπόψη ορισμένες περαιτέρω παράμετροι.

    Τα νόμιμα δεδομένα της Φυσικής Επιστήμης είναι πάντα και αποκλειστικά εκείνα στα οποία καταλήγει κάποιος μέσω του πειράματος. Αλλά σκεφτείτε το πλήθος των πειραμάτων, τα οποία έχουν στην πραγματικότητα παράσχει τα δεδομένα στα οποία βασίζεται η δομή της Φυσικής Επιστήμης. Αυτός ο αριθμός είναι αναμφισβήτητα πολύ μεγάλος. Αλλά συνάμα και απειροελάχιστος, αν συγκριθεί με το πλήθος των πειραμάτων που θα μπορούσαν να έχουν πραγματοποιηθεί, αλλά στην ουσία δεν πραγματοποιήθηκαν ποτέ. Κατά συνέπεια, έχει γίνει μια επιλογή όσον αφορά την πρώτη ύλη πάνω στην οποία είναι χτισμένη η τωρινή δομή της επιστήμης. Αυτή η επιλογή θα πρέπει να έχει επηρεαστεί από συνθήκες που δεν είναι αμιγώς επιστημονικές. Και μέχρι στιγμής, η Φυσική Επιστήμη δεν μπορεί να ισχυριστεί ότι είναι απολύτως ανεξάρτητη από το περιβάλλον της.

    Ας δούμε ορισμένους από τους παράγοντες που μπαίνουν στο παιχνίδι, όταν πρέπει να γίνει μια επιλογή από τα πειράματα που προσφέρονται ως πιθανότητες, αν κάποιος επιθυμεί να κάνει μια έρευνα προς μια νέα κατεύθυνση. Προφανώς, πρώτα και κύρια, τίθεται το ερώτημα του ποια πειράματα είναι πρακτικά υπό τις δεδομένες συνθήκες. Ορισμένα πειράματα απαιτούν πολύπλοκο και ακριβό εξοπλισμό και τα μέσα για να τον εξασφαλίσει κανείς δεν είναι πάντα διαθέσιμα. Ασχέτως του πόσο πολλά υποσχόμενα μπορεί να είναι αυτά τα πειράματα, θα πρέπει να παραμεριστούν εξαιτίας του μεγάλου κόστους που θα είχαν.

    Μια άλλη ομάδα πιθανών πειραμάτων παραμερίζεται για τελείως διαφορετικούς και πιο υποκειμενικούς λόγους. Μπορεί να έρχονται στο μυαλό του επιστήμονα, αλλά προς το παρόν εκείνος τα βρίσκει μη ενδιαφέροντα, όχι μόνο γιατί δεν σχετίζονται απευθείας με το εγχείρημά του, αλλά και γιατί μπορεί να νομίζει ότι γνωρίζει ήδη τα αποτελέσματα στα οποία θα οδηγούσαν. Και παρόλο που πιστεύει ότι δεν μπορεί να προβλέψει επακριβώς αυτά τα αποτελέσματα, μπορεί να θεωρήσει ότι αυτά έχουν δευτερεύουσα σημασία τη δεδομένη στιγμή και, κατά συνέπεια, να τα παραμελήσει. Επιπλέον, σκέφτεται ότι αν λάμβανε υπόψη του όλα αυτά τα αποτελέσματα δεν θα ήξερε τι να κάνει το τεράστιο πλήθος τους. Και ας προσθέσουμε σε αυτό το γεγονός ότι ο νους μας δεν έχει ένα απεριόριστο φάσμα όσον αφορά τα ενδιαφέροντά του. Προς το παρόν, απορροφούν την προσοχή μας συγκεκριμένα πράγματα. Το αποτέλεσμα είναι ότι πρέπει πάντα να υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός εναλλακτικών πειραμάτων –όπως και πολύ πρακτικών πειραμάτων– τα οποία δεν σκεφτόμαστε καθόλου, απλώς και μόνο επειδή το ενδιαφέρον μας προσελκύεται προς άλλες κατευθύνσεις.

    II

    Όλα αυτά οδηγούν στο αναπόφευκτο συμπέρασμα ότι δεν μπορούμε να κλείσουμε την πόρτα στους υποκειμενικούς παράγοντες όσον αφορά τον προσδιορισμό της επιστημονικής πολιτικής μας και όσον αφορά το να δώσουμε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση στην περαιτέρω πρόοδό μας.

    Ασφαλώς, αναμφίβολα, οποιαδήποτε πρόοδο σημειώσουμε εξαρτάται άμεσα από τα δεδομένα που έχουμε στη διάθεσή μας εδώ και τώρα. Και αυτά τα δεδομένα αντιπροσωπεύουν τα αποτελέσματα στα οποία έχουν καταλήξει οι προηγούμενοι ερευνητές. Αυτά τα αποτελέσματα είναι η απόρροια προηγούμενων επιλογών. Αυτές οι επιλογές οφείλονταν σε έναν συγκεκριμένο τρόπο σκέψης που βασίστηκε στον όγκο των πειραματικών δεδομένων που ήταν διαθέσιμα τότε. Και άρα, αν πάμε πίσω μέσα από μια απροσδιόριστη σειρά σταδίων στην επιστημονική πρόοδο, θα καταλήξουμε τελικά στην πρώτη συνειδητή προσπάθεια του πρωτόγονου ανθρώπου να κατανοήσει και να διαμορφώσει μια λογική, νοητική εικόνα γεγονότων, τα οποία είχε παρατηρήσει στον κόσμο γύρω του.

    Αυτές οι πρώτες παρατηρήσεις της φύσης από τον πρωτόγονο άνθρωπο δεν προέκυψαν από ένα οποιοδήποτε νοητικό μοτίβο που είχε κατασκευαστεί συνειδητά. Η εικόνα της φύσης, την οποία ο πρωτόγονος άνθρωπος δημιούργησε για τον εαυτό του, εμφανίστηκε αυτόματα, όπως ήταν, από τις υπάρχουσες συνθήκες, και προσδιορίστηκε από τη βιολογική κατάσταση, την αναγκαιότητα για τη θρέψη του σώματος μέσα στο περιβάλλον και την όλη αλληλεπίδραση ανάμεσα στη ζωή του σώματος και τις διακυμάνσεις της από τη μία και το φυσικό περιβάλλον από την άλλη. Αναφέρω αυτό το σημείο προκειμένου να προλάβω την αντίρρηση ότι εξαρχής θα μπορούσε να αποδοθεί στην ακατανίκητη επιρροή των αντικειμενικών γεγονότων ένα υποχρεωτικό στοιχείο. Αυτό, ασφαλώς, δεν αληθεύει, δεδομένου ότι οι ρίζες της επιστήμης είναι αναμφίβολα η ίδια η ανθρωπομορφική αναγκαιότητα της πάλης του ανθρώπου για να κερδίσει τη ζωή του.

    Συχνά συμβαίνει μια ορισμένη ιδέα ή σύνολο ιδεών να γίνεται απαραίτητο και κυρίαρχο σε μια συγκεκριμένη συγκυρία και να φωτίζει με μια νέα σημασία ορισμένες πτυχές του πειράματος, οι οποίες ως τώρα θεωρούνταν μη ενδιαφέρουσες και ασήμαντες. Για παράδειγμα, πριν από τριάντα χρόνια, κανείς δεν ενδιαφερόταν ιδιαίτερα να ρωτήσει πώς αλλάζει η θερμοχωρητικότητα ενός σώματος με τη μεταβολή της θερμοκρασίας και σπανίως ονειρευόταν κάποιος να προσδώσει οποιαδήποτε σημασία στη συμπεριφορά της θερμοχωρητικότητας σε υπερβολικά χαμηλές θερμοκρασίες. Ίσως κάποιοι γερο-περίεργοι, που στερούνταν τελείως ιδεών, να είχαν ενδιαφερθεί για το ερώτημα αυτό – ή ίσως μια πολύ λαμπρή διάνοια. Αλλά όταν ο Nernst[1] διατύπωσε τον διάσημο «τρίτο νόμο της θερμοδυναμικής», η όλη κατάσταση ξαφνικά άλλαξε. Το θεώρημα του Nernst όχι μόνο ενσάρκωσε την εκπληκτική πρόβλεψη ότι η θερμοχωρητικότητα όλων των σωμάτων σε μια υπερβολικά χαμηλή θερμοκρασία θα έτεινε προς το μηδέν, αλλά απέδειξε, επίσης, ότι όλες οι θερμικές ισορροπίες θα μπορούσαν να υπολογιστούν εκ των προτέρων, αν η θερμότητα της αντίδρασης σε μια ορισμένη θερμοκρασία ήταν γνωστή, μαζί με τη θερμοχωρητικότητα των αντιδρώντων σωμάτων μέχρι μια αρκούντως χαμηλή θερμοκρασία.

    Σχεδόν το ίδιο πράγμα έλαβε χώρα όσον αφορά τις λεγόμενες σταθερές ελαστικότητας. Ο φυσικός είχε έως τώρα αγνοήσει τη σημασία της αριθμητικής αξίας αυτών των σταθερών και είχε αφήσει το όλο ερώτημα στον πρακτικό μηχανικό, τον κατασκευαστή γεφυρών και τον σεισμολόγο. Αλλά όταν ο Αϊνστάιν και, μετά από εκείνον, ο Debye[2], διατύπωσε μια γενική θεωρία για τη μείωση της θερμοχωρητικότητας των σωμάτων σε χαμηλές θερμοκρασίες, με την οποία η θερμοκρασία στην οποία γινόταν πρώτα αντιληπτή η μείωση της θερμοχωρητικότητας αποδεικνύεται ότι σχετίζεται με τις ελαστικές ιδιότητες του εν λόγω υλικού, αυτή η απολύτως νέα και απρόσμενη σχέση προκάλεσε ένα νέο ενδιαφέρον, το οποίο οδήγησε σε εκτεταμένες πειραματικές έρευνες σε αυτόν τον τομέα, επεκτείνοντάς τον, για παράδειγμα, στους κρυστάλλους, στις διάφορες κρυσταλλογραφικές κατευθύνσεις κτλ., κτλ.

    Άλλη μία περίπτωση που εμφανίζεται τώρα σχεδόν ως ένα παράδειγμα τραγικής αμέλειας, είναι το πείραμα που έχει να κάνει με την περίθλαση του φωτός, το οποίο διεξήγαγε ο Grimaldi[3]. Αυτός ο Ιταλός επιστήμονας ανακάλυψε ότι η σκιά ενός σύρματος που σχημάτιζε ένα φως το οποίο προερχόταν από μια σχισμή μιας απομακρυσμένης πηγής δεν επιδείκνυε τα χαρακτηριστικά που μπορεί να αναμένονταν· αυτό σημαίνει ότι δεν είναι μια απλή, μαύρη λωρίδα σε ένα πεδίο φωτός. Η σκοτεινή λωρίδα είναι μια πολύπλοκη υπόθεση. Οριοθετείται από τρεις έγχρωμες λωρίδες, των οποίων τα αντίστοιχα πλάτη γίνονται μικρότερα προς τα έξω, ενώ το εσωτερικό κομμάτι της σκιάς διαπερνάται από έναν περιττό αριθμό ανοιχτόχρωμων γραμμών που είναι παράλληλες προς τα όρια της σκιάς. Αυτό το πείραμα, το οποίο είχε διεξαχθεί προτού διατυπωθεί η κυματική θεωρία του Huygens[4] και η σωματιδιακή θεωρία του φωτός του Νεύτωνα, ήταν το πρώτο πείραμα του είδους του, το οποίο απέδειξε ξεκάθαρα και απολύτως ότι οι ακτίνες φωτός δεν κινούνται αυστηρώς σε ευθείες γραμμές και ότι η απόκλιση από την ευθεία γραμμή είναι πολύ στενά συνυφασμένη με το χρώμα ή, όπως θα λέγαμε σήμερα, με το μήκος κύματος.

    Στις μέρες μας, αυτό θεωρείται θεμελιώδες, όχι μόνο για την κατανόηση της διάδοσης του φωτός, αλλά και για τη γενική, επιστημονική αντίληψή μας όσον αφορά το φυσικό σύμπαν. Αν επιχειρούσαμε να εκφράσουμε τη σημασία του πειράματος του Grimaldi με σύγχρονους όρους, θα λέγαμε ότι ο Grimaldi είχε κάνει την πρώτη επίδειξη αυτής της απροσδιοριστίας στην κβαντική μηχανική, η οποία διατυπώθηκε από τον Χάιζενμπεργκ[5], το 1927. Μέχρι την εποχή των Young[6] και Fresnel[7], οι παρατηρήσεις του Grimaldi είχαν προσελκύσει ελάχιστη ή καθόλου προσοχή και κανείς δεν τους έδινε ιδιαίτερη σημασία. Θεωρούνταν ότι έδειχναν ένα φαινόμενο, το οποίο δεν είχε κανένα γενικό ενδιαφέρον για την επιστήμη αυτή καθαυτή και για τα επόμενα εκατόν πενήντα χρόνια κανένα παρόμοιο πείραμα δεν διεξήχθη, παρόλο που κάτι τέτοιο θα μπορούσε να είχε γίνει με το απλούστερο και φθηνότερο υλικό. Ο λόγος ήταν ότι, από τις δύο θεωρίες του φωτός, οι οποίες διατυπώθηκαν λίγο αργότερα, η σωματιδιακή θεωρία του Νεύτωνα κέρδισε τη γενική αποδοχή έναντι της κυματικής θεωρίας του Huygens, με αποτέλεσμα το γενικό ενδιαφέρον να κατευθυνθεί προς μια διαφορετική κατεύθυνση. Ακολουθώντας αυτή την κατεύθυνση, πραγματοποιήθηκαν άλλα ενδιαφέροντα πειράματα, τα οποία είχαν πρακτική σημασία και οδήγησαν σε σωστά πρακτικά συμπεράσματα, όπως οι νόμοι της ανάκλασης και της διάθλασης και η εφαρμογή τους στην κατασκευή οπτικών οργάνων. Σήμερα, δεν έχουμε κανένα δικαίωμα να ισχυριστούμε ότι η σωματιδιακή θεωρία του Νεύτωνα ήταν λάθος, αν και για πολύ καιρό ο κόσμος συνήθιζε να δηλώνει κάτι τέτοιο. Τα πιο πρόσφατα συμπεράσματα της σύγχρονης επιστήμης δεν συμφωνούν ούτε με τη σωματιδιακή ούτε με την κυματική θεωρία. Σύμφωνα με τα σύγχρονα επιστημονικά συμπεράσματα, οι δύο θεωρίες ρίχνουν φως σε δύο άκρως διαφορετικές πτυχές των φαινομένων, τις οποίες, μέχρι τώρα, δεν έχουμε καταφέρει να εναρμονίσουμε. Το ενδιαφέρον που εκδηλώθηκε για τη μία πλευρά του ερωτήματος για πολύ καιρό επισκίασε το όποιο ενδιαφέρον θα μπορούσε να εκδηλωθεί για την άλλη. Αναφερόμενος στην ιστορία της πειραματικής έρευνας όσον αφορά τη φύση του φωτός και στις διάφορες θεωρίες που προέκυψαν τη μία ή την άλλη εποχή από αυτή την έρευνα, ο Ernst Mach[8] παρατηρεί «πόσο λίγο η εξέλιξη της επιστήμης λαμβάνει χώρα με έναν λογικό και συστηματικό τρόπο». Μια πολύ παρόμοια –ή μάλλον η αντίθετη– περίπτωση έλαβε χώρα όσον αφορά τις θεωρίες που σχετίζονται με τη σύσταση της ύλης. Στην περίπτωση της ύλης, η σωματιδιακή θεωρία ήταν εκείνη που κυριαρχούσε μέχρι πολύ πρόσφατα, γιατί είναι πολύ πιο δύσκολη η πειραματική επιβεβαίωση της κυματικής θεωρίας σε σχέση με την ύλη απ’ ό,τι σε σχέση με το φως.

    ΙΙΙ

    Μετά τον Kirchhoff[9], έχουμε συνηθίσει να παραδεχόμαστε ότι η επιστήμη ασχολείται ουσιαστικά μόνο με την ακριβή και σχολαστική περιγραφή αυτών που έχουν γίνει αντιληπτά μέσω των αισθήσεων. Η ρήση αυτού του διακεκριμένου θεωρητικού συχνά παρατίθεται ως μια συνετή προειδοποίηση προς όλους εκείνους που εμπλέκονται στη διατύπωση θεωριών. Από επιστημολογική άποψη, περιέχει αδιαμφισβήτητα μια μεγάλη δόση αλήθειας· αλλά δεν συμφωνεί με την ψυχολογία της έρευνας. Είναι τελείως λάθος να πιστεύουμε ότι κάποιος προσδίδει το όποιο ενδιαφέρον στους ποσοτικούς νόμους που ανακαλύπτονται κατά τη διάρκεια της πειραματικής έρευνας –αν λάβουμε υπόψη αυτούς τους νόμους αυτούς καθαυτούς– όπως, για παράδειγμα, το γεγονός ότι η πίεση του ατμού ορισμένων χημικών ενώσεων ή η ειδική θερμότητα των στοιχείων εξαρτάται με τον ένα ή τον άλλο τρόπο από τη θερμοκρασία. Το ενδιαφέρον μας για την όποια έρευνα τέτοιου τύπου οφείλεται στην περαιτέρω εξέταση την οποία έχουμε πρόθεση να αφιερώσουμε στο αποτέλεσμα το οποίο προσπαθούμε να πετύχουμε. Και εδώ, δεν έχει σχέση αν αυτή η αναμενόμενη εξέταση ή ο ειρμός υπάρχει ήδη με τη μορφή μιας σαφώς ορισμένης και πολύπλοκης θεωρίας ή αν είναι ήδη σε εμβρυικό στάδιο, δηλαδή απλώς μια αόριστη διαίσθηση στο μυαλό κάποιας διάνοιας στην πειραματική έρευνα.

    Η ψυχολογική αλήθεια όσων ανέφερα γίνεται εμφανής τη στιγμή που ερχόμαστε αντιμέτωποι με τη δυσκολία τού να εξηγήσουμε στον απλό άνθρωπο γιατί κάποιος κάνει τη μία ή την άλλη έρευνα. Και όταν μιλώ για τον απλό άνθρωπο εδώ δεν εννοώ ότι ο όρος αφορά απλώς και μόνο εκείνους τους ανθρώπους που δεν αφιερώνουν τη σκέψη τους σε μη πρακτικά ζητήματα, είτε γιατί δεν ενδιαφέρονται γι’ αυτά είτε γιατί επιβαρύνονται από την καθημερινότητα. Εννοώ ότι ο όρος έχει μια πολύ πιο ευρεία σημασία. Στον κύκλο μιας μορφωμένης κοινωνίας, η οποία ενώνει τους εκπρόσωπους διαφόρων κλάδων της επιστήμης και της λογοτεχνίας, έτσι ώστε να συνεργάζονται πάνω στην έρευνα, κάθε μέρα αναγνωρίζει κανείς στον εαυτό του τον απλό άνθρωπο με την παραπάνω έννοια. Και καθένας από τους συνανθρώπους του ανακαλύπτει, επίσης, ότι είναι ένας απλός άνθρωπος υπό την ίδια έννοια. Γιατί, έχοντας παρακολουθήσει τη διάλεξη ενός συναδέλφου του, συχνά δεν μπορεί παρά να αναρωτηθεί (όσο ασεβές και αν ακούγεται αυτό): μα, για όνομα του Θεού, γιατί κάνει τόση φασαρία τούτος εδώ ο τύπος; Ασφαλώς, αυτή η στάση δεν έχει στόχο να προσβάλει. Αλλά απεικονίζει πολύ καλά αυτό που θέλω να επισημάνω, δηλαδή ότι χρειάζεται ένα ιδιαίτερο ενδιαφέρον, ώστε κάποιος να παραδεχτεί άνετα τη μεγάλη σημασία ορισμένων και την ασημαντότητα άλλων από τα πολυάριθμα ερωτήματα που μπορούν να τεθούν για τη φύση. Στην περίπτωση που αναφέρθηκε μόλις τώρα (ας πούμε ότι ήταν η δική σας διάλεξη) μπορεί ένας συνάδελφος να σας πλησιάσει και να πει: «Λοιπόν, για πες μου γιατί σε ενδιαφέρει αυτό το συγκεκριμένο πράγμα. Σε μένα φαίνεται άκρως αδιάφορο, αν κτλ., κτλ. …». Και τότε θα επιχειρήσετε να του εξηγήσετε. Θα προσπαθήσετε να δείξετε όλες τις σχέσεις που έχει το θέμα σας με άλλα θέματα. Θα προσπαθήσετε να υπερασπιστείτε το προσωπικό σας ενδιαφέρον για το συγκεκριμένο ζήτημα. Εννοώ ότι θα προσπαθήσετε να υπερασπιστείτε το γιατί ενδιαφέρεστε. Τότε ίσως παρατηρήσετε ότι τα συναισθήματά σας γίνονται πολύ πιο έντονα στη συγκεκριμένη συζήτηση απ’ ό,τι κατά τη διάρκεια της ίδιας της διάλεξης. Και θα συνειδητοποιήσετε ότι μόνο τώρα, στη συζήτηση με τον συνάδελφό σας, έχετε φτάσει σε εκείνες τις πτυχές του θέματος που είναι, κατά κάποιον τρόπο, πιο κοντά στην καρδιά σας.

    Παρεμπιπτόντως, μπορώ να πω ότι εδώ συναντάμε ένα από τα ισχυρότερα επιχειρήματα υπέρ τού να φέρουμε κοντά τους εκπρόσωπους των απομακρυσμένων κλάδων της επιστήμης ή της λογοτεχνίας, ώστε να συνάψουν σχέσεις για να συνεργαστούν πάνω στην έρευνα. Αυτού του είδους οι σχέσεις είναι χρήσιμες και θεραπευτικές, γιατί κάνουν τον άνθρωπο να σκέφτεται πότε-πότε τι κάνει και να περιγράφει τους στόχους και τα κίνητρά του στους άλλους, τους οποίους θεωρεί ίσους σε έναν διαφορετικό τομέα του βασιλείου της γνώσης. Συνεπώς, θα μπει στον κόπο να προετοιμάσει μια κατάλληλη απάντηση στις ερωτήσεις τους. Γιατί θα νιώσει υπεύθυνος για το ότι δεν καταλαβαίνουν και δεν θα θεωρήσει υπεροπτικά ότι είναι λάθος τους αντί για δικό του.

    Αλλά παρόλο που πρέπει να δεχτούμε ότι η ιδιαίτερη σημασία μιας έρευνας δεν μπορεί, ασφαλώς, να γίνει αντιληπτή, χωρίς να γνωρίζουμε όλη την τάση της έρευνας που προηγήθηκε και προσέλκυσε την προσοχή σε αυτό το συγκεκριμένο είδος πειραματισμού, μπορούμε και πάλι να αμφισβητήσουμε σοβαρά το αν αυτό το γεγονός παραπέμπει σε ένα άκρως υποκειμενικό στοιχείο στην επιστήμη. Γιατί, από την άλλη πλευρά, μπορεί να ειπωθεί ότι οι επιστήμονες σε ολόκληρο τον κόσμο συμφωνούν σε αρκετά μεγάλο βαθμό όσον αφορά το ποιες περαιτέρω έρευνες, στους αντίστοιχους τομείς μελέτης, θα εκτιμόνταν ή όχι. Μήπως αυτό δεν είναι μια απόδειξη αντικειμενικότητας;

    Ας είμαστε ξεκάθαροι. Το επιχείρημα αφορά τους ερευνητές ανά την υφήλιο, αλλά μόνο εκείνους που ανήκουν σε έναν κλάδο της επιστήμης και σε μία εποχή. Αυτοί οι άνθρωποι πρακτικά συνιστούν μια ενότητα. Είναι μια σχετικά μικρή κοινότητα, αν και ευρέως διασκορπισμένη, και οι σύγχρονες μέθοδοι επικοινωνίας την έχουν καταστήσει ένα ενιαίο σύνολο. Τα μέλη της διαβάζουν τα ίδια περιοδικά. Ανταλλάσσουν ιδέες μεταξύ τους. Και το αποτέλεσμα είναι ότι υπάρχει μια αρκετά ξεκάθαρη συμφωνία όσον αφορά το ποιες απόψεις είναι λογικές σχετικά με το ένα ή το άλλο θέμα. Υπάρχει επαγγελματικός ενθουσιασμός σχετικά με την όποια πρόοδο μπορεί να σημειωθεί, και οποιαδήποτε συγκεκριμένη επιτυχία μπορεί να επιτευχθεί σε μια χώρα ή από έναν άνθρωπο ή μια ομάδα ανθρώπων, θα χαιρετιστεί ως ένας κοινός θρίαμβος από το επάγγελμα ως σύνολο. Αναφορικά με αυτό, η διεθνής επιστήμη είναι σαν τα διεθνή σπορ και επίσης, μιας και τίποτε το άμεσα ωφελιμιστικό δεν αναμένεται από κανένα από τα δύο, ανήκουν και τα δύο στην υψηλότερη και αποστασιοποιημένη σφαίρα της ανθρώπινης δραστηριότητας.

    Τώρα, ο διεθνής χαρακτήρας της επιστήμης είναι κάτι πολύ καλό που μπορεί να αποτελέσει πηγή έμπνευσης· αλλά καθιστά απλώς αυτή την «consensus omnium» (Σ.τ.Μ.: Λατινικά στο πρωτότυπο. Οικουμενική συμφωνία) ελαφρώς ύποπτη ως ένα επιχείρημα υπέρ της αντικειμενικότητας της επιστήμης. Ας πάρουμε για παράδειγμα την περίπτωση των διεθνών σπορ. Είναι απολύτως αληθές ότι υπάρχουν προϋποθέσεις που εξασφαλίζουν μια αντικειμενική και αμερόληπτη καταγραφή τού πόσο ψηλά πήδηξε ο τάδε ή πόσο μακριά πέταξε τον δίσκο ο δείνα. Αλλά δεν είναι το άλμα εις ύψος και η ρίψη του δίσκου κυρίως ζήτημα τρόπου; Και δεν ισχύει το ίδιο με τη μία ή την άλλη σειρά πειραμάτων στη φυσική;

    Στα δημόσια σπορ, είμαστε εξοικειωμένοι μόνο με ορισμένα είδη παιχνιδιών που έχουν αναπτυχθεί, κυρίως χάρη σε κάποιο σύγχρονο ενδιαφέρον ή λόγω φυλετικών προτιμήσεων ή κλιματικών συνθηκών· αλλά δεν μπορούμε να ισχυριστούμε ότι αυτά παρέχουν μια άκρως εξαντλητική ή αντικειμενική εικόνα του πού μπορεί να φτάσει η ανθρώπινη μυική ικανότητα. Και στην επιστήμη είμαστε εξοικειωμένοι μόνο με έναν συγκεκριμένο όγκο πειραματικών αποτελεσμάτων, ο οποίος είναι απειροελάχιστος σε σύγκριση με τα αποτελέσματα που θα μπορούσαν να είχαν παραχθεί από άλλα πειράματα. Όπως ακριβώς θα ήταν μάταιο για κάποιον αθλητή στον κόσμο των σπορ να απασχολεί το μυαλό του προκειμένου να παράγει κάτι καινούργιο –γιατί θα είχε ελάχιστη ή καθόλου ελπίδα να το μεταβιβάσει– το ίδιο μάταιο θα ήταν και για κάποιον επιστήμονα να περιορίζει τη φαντασία του προς μια έρευνα την οποία μέχρι τώρα δεν έχει σκεφτεί κανείς. Οι περιπτώσεις, τις οποίες έχω ήδη παραθέσει από την ιστορία της επιστήμης, αποδεικνύουν ακριβώς αυτό.

    Ο πολιτισμός μας συνιστά ένα οργανικό σύνολο. Τα τυχερά εκείνα άτομα που μπορούν να αφιερώσουν τη ζωή τους στο επάγγελμα της επιστημονικής έρευνας δεν είναι μόνο βοτανολόγοι ή φυσικοί ή χημικοί. Είναι άντρες και παιδιά της εποχής τους. Ο επιστήμονας δεν μπορεί να αποποιηθεί τα εγκόσμια, όταν μπαίνει στο εργαστήριό του ή όταν ανεβαίνει πάνω στο βήμα, στην αίθουσα διαλέξεων. Το πρωί, το πρωταρχικό ενδιαφέρον του μέσα στην τάξη ή στο εργαστήριο μπορεί να είναι η έρευνά του· αλλά τι έκανε το προηγούμενο απόγευμα ή βράδυ; Συμμετέχει σε δημόσιες συναντήσεις, όπως και άλλοι, ή διαβάζει γι’ αυτές στον Τύπο. Δεν μπορεί ούτε και επιθυμεί να ξεφύγει από τις συζητήσεις γύρω από τον όγκο των ιδεών που κατακλύζουν συνεχώς το προσκήνιο του δημόσιου ενδιαφέροντος, ιδίως στις μέρες μας. Ορισμένοι επιστήμονες είναι λάτρεις της μουσικής, μερικοί διαβάζουν μυθιστορήματα και ποίηση, κάποιοι πηγαίνουν θέατρο. Άλλοι ενδιαφέρονται για τη ζωγραφική και τη γλυπτική. Και αν κάποιος πιστεύει ότι θα μπορούσε στ’ αλήθεια να ξεφύγει από την επίδραση του κινηματογράφου, γιατί δεν ενδιαφέρεται γι’ αυτόν, σίγουρα κάνει λάθος. Γιατί δεν μπορεί ούτε να περπατήσει στον δρόμο, χωρίς να προσέξει τις αφίσες των αστέρων του κινηματογράφου και τα διαφημιστικά πανό. Εν ολίγοις, είμαστε κομμάτι του πολιτισμικού μας περιβάλλοντος.

    IV

    Απ’ όλα αυτά προκύπτει ότι η εκδήλωση του ενδιαφέροντος κάποιου για ένα συγκεκριμένο αντικείμενο και για συγκεκριμένες κατευθύνσεις πρέπει απαραίτητα να επηρεάζεται από το περιβάλλον ή από αυτό που θα μπορούσε να αποκαλεστεί πολιτισμικό περιβάλλον ή πνεύμα της εποχής στην οποία ζει. Σε όλους τους τομείς του πολιτισμού μας υπάρχει μια γενική θέαση του κόσμου που είναι κυρίαρχη και υπάρχουν και πολλές δραστηριότητες που είναι ελκυστικές, γιατί είναι η μόδα της εποχής, είτε στην πολιτική είτε στην τέχνη είτε στην επιστήμη. Αυτές γίνονται, επίσης, αισθητές στη «θετική» επιστήμη της φυσικής.

    Τώρα, πώς μπορούμε να αντιληφθούμε και να επισημάνουμε τέτοιου είδους υποκειμενικές επιρροές στη δουλειά; Δεν είναι εύκολο να το κάνουμε αυτό, αν περιοριστούμε στη σύγχρονη προοπτική· γιατί δεν υπάρχουν συντεταγμένες αναφοράς μέσα στο ίδιο πολιτισμικό περιβάλλον για να δείξουν σε ποιο βαθμό επηρεάζονται οι μεμονωμένες κατευθύνσεις από το πνεύμα του περιβάλλοντος ως σύνολο. Επί του παρόντος, πρακτικά μία και μόνη κουλτούρα επικρατεί σε ολόκληρη τη γη, με αποτέλεσμα η ανάπτυξη της επιστήμης και της τέχνης σε διαφορετικές χώρες να επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από μία και την ίδια γενική τάση των καιρών. Γι’ αυτό τον λόγο, είναι καλύτερα να χρησιμοποιήσω ορισμένες ιστορικές στιγμές για να διευκρινίσω τι είπα, γιατί στο παρελθόν οι οργανικές κουλτούρες περιορίζονταν σε πολύ μικρότερες περιοχές και υπήρχε μια μεγαλύτερη ποικιλία αυτών την ίδια εποχή σε αυτόν τον πλανήτη.

    Η αρχαιοελληνική κουλτούρα είναι ένα κλασικό παράδειγμα του πώς η κάθε δραστηριότητα μέσα σε ένα πολιτισμικό περιβάλλον κυριαρχείται από τη γενική τάση της ίδιας της κουλτούρας. Στην ελληνική επιστήμη και τέχνη και σε ολόκληρη την ελληνική θέαση της ζωής μπορούμε αμέσως να διακρίνουμε ένα κοινό χαρακτηριστικό. Η καθαρή, διάφανη και αυστηρή δομή της ευκλείδειας γεωμετρίας συμφωνεί με τις λιτές, απλές και περιορισμένες μορφές του αρχαιοελληνικού ναού. Η όλη δομή του ναού είναι μικρή, προσιτή, απολύτως ορατή, εντός του οπτικού πεδίου του απλού παρατηρητή· δεν χάνεται πουθενά ούτε και διαφεύγει της προσοχής του στην προέκταση ή τη μορφή της. Πρόκειται για κάτι τελείως διαφορετικό από τη γοτθική αρχιτεκτονική. Ομοίως και στην περίπτωση της ελληνικής επιστήμης, η ιδέα του απείρου σπάνια γίνεται κατανοητή. Η έννοια μιας απεριόριστης διαδικασίας τρόμαζε τους Έλληνες, όπως αποδεικνύεται στο περίφημο παράδοξο του Αχιλλέα και της χελώνας (Σ.τ.Μ.: Ένα από τα πιο γνωστά παράδοξα του Ζήνωνα του Ελεάτη. Σύμφωνα με αυτό, σε έναν αγώνα δρόμου μεταξύ του Αχιλλέα και της χελώνας δίνεται ένα προβάδισμα 100 μέτρων στη χελώνα μιας και αυτή είναι πιο αργή. Ο Ζήνων ισχυρίστηκε ότι θα νικήσει τερματίζοντας πρώτη η χελώνα. Όπως αποδεικνύεται με τη χρήση των μαθηματικών, η χελώνα θα τερματίσει πρώτη μόνο αν η συνολική διαδρομή είναι μικρότερη από 111,11… μέτρα, αλλιώς θα τερματίσει πρώτος ο Αχιλλέας). Ο ελληνικός νους δεν θα μπορούσε να είχε ενδιαφερθεί για τον ορισμό του Dedekind[10] όσον αφορά τον άρρητο αριθμό, παρόλο που η ιδέα του άρρητου υπήρχε ήδη στη συνοπτική μορφή της διαγωνίου του τετραγώνου ή του κύβου.

    Το αρχαίο θέατρο, ιδίως εκείνο των πρώιμων εποχών, είναι απολύτως στατικό σε σύγκριση με το δικό μας. Υπάρχει ελάχιστη ή καθόλου δράση. Παρουσιάζεται μια τραγική κατάσταση και η δράση περιορίζεται στην απόφαση την οποία παίρνει ένα ανθρώπινο ον σε ορισμένες συγκεκριμένες συνθήκες. Ομοίως, από την ελληνική φυσική λείπει η δυναμική. Οι Έλληνες δεν ονειρεύονταν να αναλύσουν την κίνηση στις μεμονωμένες επακόλουθες φάσεις της ούτε ρωτούσαν ανά πάσα στιγμή για την αιτία τού τι θα συνέβαινε την επόμενη στιγμή, όπως έκανε ο Νεύτωνας. Οι Έλληνες θα θεωρούσαν αυτό το είδος της ανάλυσης ασήμαντο και ασύμβατο με την αίσθηση αισθητικής τους. Θεωρούσαν τη διαδρομή στην οποία κινούνταν ένα σώμα ως σύνολο, όχι ως κάτι που αναπτύσσεται, αλλά ως κάτι που υπάρχει ήδη εκεί εξολοκλήρου. Αναζητώντας τον απλούστερο τύπο κίνησης, απέκλειαν την ευθύγραμμη κίνηση, γιατί η ευθεία γραμμή δεν γίνεται αντιληπτή σε όλο το εύρος της – η ευθύγραμμη κίνηση δεν ολοκληρώνεται ποτέ και δεν μπορεί ποτέ να γίνει αντιληπτή ως σύνολο. Παρατηρώντας τον έναστρο ουρανό, οι Έλληνες βοηθήθηκαν όσον αφορά τη δυσκολία που αντιμετώπιζαν σχετικά με την κίνηση. Συνήγαγαν από αυτόν ότι μια κυκλική διαδρομή, η οποία πραγματοποιείται ομοιόμορφα, είναι η πιο τέλεια και φυσική κίνηση ενός σώματος και ότι ελέγχεται και ενεργοποιείται από ένα μεγαλύτερο κεντρικό σώμα. Δεν πιστεύω ότι δικαιολογούμαστε σήμερα να γελάμε με αυτό το απλοϊκό οικοδόμημα του ελληνικού νου. Μέχρι προ ολίγου, κάναμε το ίδιο κι εμείς με την κβαντική θεωρία του ατόμου. Faute de mieux (Σ.τ.Μ.: Γαλλικά στο πρωτότυπο. Μην έχοντας στη διάθεσή μας τίποτα καλύτερο) αρκεστήκαμε σε παρόμοιες απλοϊκές σκέψεις και διατυπώσεις και τα βήματα που επιχειρήσαμε πέρα από αυτές έδωσαν έμφαση στο φιάσκο της νευτώνειας διαφορικής ανάλυσης αντί για το αντίθετο.

    Ας πάρουμε τώρα ένα άλλο παράδειγμα. Η ιδέα της εξέλιξης είχε τη μεγαλύτερη επιρροή από οποιαδήποτε άλλη ιδέα σε όλους τους τομείς της σύγχρονης επιστήμης και της σύγχρονης ζωής ως σύνολο, στη γενική δομή της και στην ειδική παρουσίασή της από τον Δαρβίνο (κυρίως, την αυτόματη προσαρμογή από την επιβίωση του ικανότερου). Ως ένδειξη του πόσο βαθιά ήταν αυτή η ιδέα, θα μπορούσαμε αρχικά να φέρουμε στο νου το γεγονός ότι ακόμη και ένα τόσο ανοιχτό μυαλό όσο εκείνο του Σοπενχάουερ δεν μπορούσε να τη συλλάβει (πράγματι, την απέρριψε εξολοκλήρου, γιατί θεωρούσε ότι ερχόταν σε αντίθεση με τη δική του εξίσου βαθιά αντίληψη ότι το «Τώρα» είναι πάντα η μία και η ίδια στιγμή του χρόνου και ότι το «Εγώ» είναι πάντα το ένα και το ίδιο άτομο) –ενώ, από την άλλη, η φιλοσοφία του Χέγκελ, ενσαρκώνοντας αυτή την ιδέα, παράτεινε τη διάρκειά της μέχρι σήμερα– πολύ πιο πέρα από τη φυσική της διάρκεια. Επιπλέον, ο Ernst Mach την εφάρμοσε στην ίδια την επιστημονική διαδικασία, την οποία έβλεπε ως μια σταδιακή προσαρμογή των σκέψεων στα γεγονότα μέσα από μια επιλογή τού τι θεωρούμε πιο χρήσιμο για να ταιριάξει με τα γεγονότα και μια απόρριψη του λιγότερο κατάλληλου. Στην αστροφυσική, έχουμε μάθει να κοιτάμε τους διάφορους τύπους αστεριών ως διαφορετικά στάδια σε μία και μόνη αστρική εξέλιξη. Και πολύ πρόσφατα είδαμε να διατυπώνεται η ιδέα ότι ίσως το σύμπαν στο σύνολό του δεν είναι σε μια στάσιμη κατάσταση, αλλά ότι σε μια ορισμένη χρονική στιγμή, η οποία σχετικά δεν είναι πολύ πριν, άλλαξε από μια άκρως διαφορετική κατάσταση σε μια σταθερά επεκτεινόμενη κατάσταση, η οποία, σύμφωνα με τις απίθανες παρατηρήσεις του Χαμπλ, φαίνεται να είναι η τωρινή του κατάσταση. (Αυτές οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι οι φασματικές γραμμές των πολύ μακρινών νεφελωμάτων αλλάζουν σημαντικά σε μεγαλύτερα μήκη κύματος και ότι αυτή η μετατόπιση είναι ανάλογη με την απόστασή τους. Αυτό το γεγονός δείχνει πολύ μεγάλες ταχύτητες όσον αφορά αυτά τα συστήματα, τα οποία απομακρύνονται από εμάς, ώστε θα ήταν σαν ολόκληρο το σύμπαν να βρίσκεται σε μια διαδικασία γενικής διαστολής). Δεν θεωρούμε αυτή την υπόθεση μια απλή φαντασίωση, γιατί έχουμε εξοικειωθεί με την ιδέα της εξέλιξης. Αν αυτού του είδους οι ιδέες είχαν διατυπωθεί σε μια πρωιμότερη εποχή, σίγουρα θα είχαν απορριφθεί ως παράλογες.

    Όλα αυτά δείχνουν σε τι βαθμό η επιστήμη εξαρτάται από την περιρρέουσα ατμόσφαιρα της εποχής της οποίας αποτελεί κομμάτι. Όταν βρισκόμαστε εν μέσω μιας γενικής κατάστασης οι ίδιοι είναι δύσκολο για μας να διακρίνουμε γενικές ομοιότητες. Από τη στιγμή που βρισκόμαστε τόσο κοντά, έχουμε την τάση να βλέπουμε μόνο τις έντονες διακρίσεις και όχι να παρατηρούμε τις ομοιότητες. Είναι όπως ακριβώς όταν βλέπουμε για πρώτη φορά τα διάφορα μέλη της ίδιας οικογένειας, το ένα μετά το άλλο· τότε είναι που διακρίνουμε αμέσως τις ομοιότητες, αλλά αν γνωρίσουμε εις βάθος την οικογένεια, τότε βλέπουμε μόνο τις διαφορές. Το ίδιο και όταν ζούμε σε μια πολιτισμική εποχή, είναι δύσκολο να διακρίνουμε τα χαρακτηριστικά που είναι κοινά σε διάφορους κλάδους της ανθρώπινης δραστηριότητας τη συγκεκριμένη εποχή. Ας δούμε άλλο ένα παράδειγμα για να το δείξουμε αυτό. Ένας Γερμανός πατέρας που κοιτάει τις ζωγραφιές του δεκάχρονου γιου του θα παρατηρήσει μόνο τις μεμονωμένες ιδιότητες και δεν θα διακρίνει αμέσως την επιρροή ενός γενικού ευρωπαϊκού τύπου ζωγραφικής και σχεδίασης. Αλλά αν κοιτάξει τις ζωγραφιές ενός μικρού Γιαπωνέζου, θα αναγνωρίσει αμέσως την επιρροή του γιαπωνέζικου στιλ ως συνόλου. Σε κάθε περίπτωση, η απλοϊκή προσπάθεια του αγοριού ελέγχεται και διαμορφώνεται, ακόμη και στη μικρότερή της λεπτομέρεια, από την καλλιτεχνική παράδοση στο πλαίσιο της οποίας ζει και δημιουργεί.ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ

    Το πορτραίτο του Schrödinger φιλοτέχνησε ο εικαστικός Χρήστος Αλαβέρας από τη Θεσσαλονίκη.ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

    [1] O Walther Hermann Nernst (25 Ιουνίου 1864 – 18 Νοεμβρίου 1941) ήταν Γερμανός φυσικός και φυσικοχημικός με σημαντικό έργο στη θερμοδυναμική, τη φυσικοχημεία, την ηλεκτροχημεία και τη φυσική στερεάς κατάστασης. Η διατύπωση του θερμικού θεωρήματος που φέρει το όνομά του άνοιξε τον δρόμο για τη διατύπωση του 3ου Θερμοδυναμικού Νόμου για τον οποίο τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ στη Χημεία το 1920.

    [2] Ο Peter Joseph William Debye (24 Μαρτίου 1864 – 2 Νοεμβρίου 1966) ήταν Ολλανδο-Αμερικανός φυσικός και φυσικοχημικός, ο οποίος τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ στη Χημεία το 1936 για τις μελέτες του πάνω στη δομή των μορίων μέσω των ανακαλύψεων πάνω στις μοριακές διπολικές ροπές και για την περίθλαση των ακτινών-Χ και των ηλεκτρονίων στα αέρια.

    [3] Ο Francesco Maria Grimaldi (2 Απριλίου 1618 – 28 Δεκεμβρίου 1663) ήταν Ιταλός Ιησουίτης ιερωμένος, μαθηματικός και φυσικός που δίδαξε στο Ιησουιτικό Κολλέγιο της Μπολόνια. Ήταν μάλλον ο πρώτος που έκανε ακριβείς παρατηρήσεις πάνω στην περίθλαση του φωτός και αυτός που καθιέρωσε τον όρο.

    [4] Ο Christian Huygens (14 Απριλίου 1629 – 8 Ιουλίου 1695) ήταν Ολλανδός μαθηματικός, φυσικός, μηχανικός, αστρονόμος και εφευρέτης, που θεωρείται εξέχουσα φυσιογνωμία της Επιστημονικής Επανάστασης. Σημαντική ήταν η συνεισφορά του στην ανάπτυξη της κυματικής θεωρίας του φωτός, καθώς και στην αστρονομία με την ανακάλυψη του Τιτάνα, του μεγαλύτερου φεγγαριού του Κρόνου.

    [5] Ο Werner Karl Heisenberg (5 Δεκεμβρίου 1901 – 1 Φεβρουαρίου 1976) ήταν Γερμανός θεωρητικός φυσικός, ένας από τους πρωτοπόρους της κβαντικής μηχανικής. Είχε σημαντική συμβολή στο πρόγραμμα πυρηνικών όπλων της Ναζιστικής Γερμανίας. Για την έρευνά του πάνω στη θεμελίωση της κβαντικής θεωρίας τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ στη Φυσική το 1932.

    [6] Ο Thomas Young (13 Ιουνίου 1773 – 10 Μαΐου 1829) ήταν αυτός ο οποίος με τα πειράματά του καθιέρωσε την κυματική θεωρία του φωτός που είχε διατυπωθεί από τον Christian Huygens σε αντίθεση με τη σωματιδιακή θεωρία του Νεύτωνα. Ήταν ένας πολυμαθής, ο οποίος μάλιστα έπαιξε και σημαντικό ρόλο στην αποκρυπτογράφηση της Στήλης της Ροζέττα.

    [7] Ο Augustin-Jean Fresnel (10 Μαΐου 1788 – 14 Ιουλίου 1827) ήταν Γάλλος πολιτικός μηχανικός και φυσικός, του οποίου η έρευνα στην οπτική οδήγησε στην καθολική αποδοχή της κυματικής θεωρίας του φωτός, απορρίπτοντας κάθε υπόλειμμα της νευτώνειας σωματιδιακής θεώρησης μέχρι το τέλος του 19ου αιώνα.

    [8] Ο Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach (18 Φεβρουαρίου 1838 – 19 Φεβρουαρίου 1916) ήταν Αυστριακός φυσικός και φιλόσοφος που συνεισέφερε με την έρευνά του στη μελέτη των κρουστικών κυμάτων. Στη φιλοσοφία ήταν εκπρόσωπος του Λογικού Θετικισμού. Η κριτική του στη νευτώνεια φυσική άνοιξε τον δρόμο για την έλευση της Θεωρίας της Σχετικότητας.

    [9] Ο Gustav Robert Kirchhoff (12 Μαρτίου 1824 – 17 Οκτωβρίου 1887) ήταν ένας Γερμανός φυσικός και μαθηματικός που συνεισέφερε στην θεμελιώδη κατανόηση των ηλεκτρικών κυκλωμάτων, της φασματοσκοπίας και της εκπομπής ακτινοβολίας μέλανος σώματος από θερμά αντικείμενα.

    [10] Ο Julius Wilhelm Richard Dedekind (6 Οκτωβρίου 1831 – 12 Φεβρουαρίου 1916) ήταν Γερμανός μαθηματικός με μεγάλη συνεισφορά στη θεωρία των αριθμών, την Άλγεβρα και την αξιωματική θεμελίωση της Αριθμητικής, με πιο γνωστό του επίτευγμα τον ορισμό των πραγματικών αριθμών.

  • ΜΙΑ ΣΥΝΤΟΜΗ ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΗΣ ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑΣ

    ΜΙΑ ΣΥΝΤΟΜΗ ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΗΣ ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑΣ

    Η Κοσμική Ακτινοβολία Υποβάθρου. Credit: ESA and the Planck CollaborationΝίκος Αλεξίου

    Εκπαιδευτικός, Φυσικός, Υποψήφιος Διδάκτωρας ΕΚΠΑ

    Στο άρθρο αυτό παρουσιάζουμε μια σύντομη ιστορία της Κοσμολογίας, όπως αυτή διαμορφώθηκε τα τελευταία εκατό χρόνια και οδήγησε στην ανάδειξη της ως αιχμή του δόρατος στην ανάπτυξη της σύγχρονης έρευνας στη Φυσική. Από τη δημοσίευση της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας, μέχρι την ανακάλυψη της επιταχυνόμενης διαστολής του Σύμπαντος και από τα πρώτα μεγάλα τηλεσκόπια μέχρι τα σχέδια για διαστημικά συμβολόμετρα ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων, το ταξίδι ήταν μεγάλο και όμορφο αλλά συνεχίζεται ακόμα. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

    Κοιτάζοντας κανείς τον ανέφελο νυχτερινό ουρανό από κάποια ερημική παραλία ή κάποιο βουνό, κατά προτίμηση μια νύχτα χωρίς φεγγάρι, δεν μπορεί να μην γοητευτεί από το θέαμα των αστρικών σχηματισμών και της γαλαξιακής ζώνης. Χιλιάδες χρόνια τώρα οι άνθρωποι σε όλο τον κόσμο παρατηρούν αυτόν τον ίδιο ουρανό και πλάθουν ιστορίες και μύθους για τον σχηματισμό του Κόσμου. Και όμως! Τα μερικές χιλιάδες αστέρια που βλέπουμε με γυμνό μάτι αποτελούν μόνο ένα ασήμαντο μέρος του Σύμπαντος, όλα τους μέρη του δικού μας Γαλαξία που απαριθμεί περισσότερα από 200 δισεκατομμύρια αστέρια και είναι απλά, ένας από τους τρισεκατομμύρια γαλαξίες του Σύμπαντος.

    Η Κοσμολογία, o λόγος περί του Κόσμου, αποτελεί ένα διαρκώς διευρυνόμενο πεδίο έρευνας στη φυσική και αποτελεί κοινή παραδοχή πως κυοφορεί τις μελλοντικές επιστημονικές εξελίξεις στον τομέα. Παρόλα αυτά, μόλις έναν αιώνα πριν, η Κοσμολογία θεωρούνταν αντικείμενο που προσέγγιζε περισσότερο τη Φιλοσοφία ή και την Θεολογία. Για να φτάσουμε στο σημείο να έχουμε θεωρίες εξήγησης της δομής και της ιστορίας του Σύμπαντος ως ολότητας, έπρεπε να προηγηθεί η ανάπτυξη τηλεσκοπίων ολοένα αυξανόμενων δυνατοτήτων. Ορόσημο στην ιστορία της Κοσμολογίας αποτελεί η ανακάλυψη από τον Αμερικανό αστρονόμο Edwin Hubble, αρχικά της ύπαρξης άλλων γαλαξιών και στη συνέχεια της σχετικής απομάκρυνσης των γαλαξιών, της διαστολής δηλαδή του Σύμπαντος. Από τότε, ένα συναρπαστικό ταξίδι καινούργιων ανακαλύψεων αλλά και διατύπωσης θεωριών, για τις ιδιότητες και την εξέλιξη του Σύμπαντος, ξεκίνησε.

    ΤΑ ΠΡΩΤΑ ΒΗΜΑΤΑ

    Ένα σημαντικό εργαλείο για τους ιστορικούς, αλλά και τους ιστορικούς της επιστήμης ειδικότερα, είναι η περιοδολόγηση της ιστορίας με βάση σημαντικά γεγονότα, που συνήθως αποτελούν σημεία τομής με την προηγούμενη κατάσταση. Η διάκριση περιόδων πάντα εμπεριέχει απλουστεύσεις και προσεγγίσεις αλλά ταυτόχρονα βοηθά στο να μελετηθεί πιο εύκολα και πιο αποτελεσματικά η ιστορία.

    Αν θέλαμε λοιπόν να ορίσουμε ένα σημείο ορόσημο για την ιστορία της Κοσμολογίας και την ανάδυση της ως επιστημονικού αντικειμένου, αυτό θα ήταν σίγουρα η δημοσίευση τον Νοέμβριο του 1915 της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας (ΓΘΣ) από τον Albert Einstein. Η εφαρμογή των εξισώσεων πεδίου του Einstein δυο χρόνια αργότερα οδήγησε και στα πρώτα μοντέλα για το Σύμπαν. Ο ίδιος ο Einstein ήταν από τους πρώτους που χρησιμοποίησαν τις εξισώσεις πεδίου της νέας του θεωρίας για τη βαρύτητα για να παρουσιάσει το δικό του μοντέλο. Το Σύμπαν του Einstein ήταν χωρικά κλειστό, στατικό και χρονικά άπειρο. Με την πρώτη ιδιότητα εξέλιπε και η ανάγκη για συνοριακές συνθήκες. Για να είναι ωστόσο στατικό, θα έπρεπε να υπάρχει ένας παράγοντας που να αναιρεί την τάση των σωμάτων που το απαρτίζουν να έλκονται μεταξύ τους. Ο παράγοντας αυτός είναι η περίφημη σταθερά λ, η κοσμολογική σταθερά (cosmological constant), στις εξισώσεις πεδίου του Einstein.

        \[ R_\mu_\nu-1/2\ g_\mu_\nu\ R-\lambda g_\mu_\nu=-8\pi GT_\mu_\nu \]

    με, λ=8ρπG, όπου ρ είναι η πυκνότητα της μάζας του Σύμπαντος, G η παγκόσμια βαρυτική σταθερά και Τμν , ο τανυστής ορμής – ενέργειας (Weinberg, 1989). Η κοσμολογική σταθερά, μπορούσε να θεωρηθεί ένας όρος που δρούσε ως αρνητική πίεση εξισορρόπησης της βαρύτητας. Το μοντέλο του Einstein βασιζόταν στην πίστη του πως σε μια συνεπή θεωρία σχετικότητας, η αδράνεια ενός σώματος δεν θα έπρεπε να σχετίζεται με τον χώρο αλλά με τη σχετική του θέση ως προς άλλα σώματα[1]. Επίσης, για να αποφύγει προβλήματα συνοριακών συνθηκών, πρότεινε ένα μοντέλο για ένα Σύμπαν χωρικά πεπερασμένο και κλειστό, με ομογενή κατανομή των μαζών σε αυτό (Einstein, 1917).

    Την ίδια εποχή, με τον Einstein, ο Willem de Sitter βασιζόμενος στις εξισώσεις πεδίου του πρώτου, παρουσίασε το δικό του μοντέλο για το Σύμπαν. Το μοντέλο του de Sitter ήταν μια μαθηματική κατασκευή χωρίς ύλη και αφορούσε ένα Σύμπαν επίσης στατικό στο οποίο η ύλη μπορούσε να προστεθεί αργότερα (Realdi, 2019).

    Και τα δύο αυτά μοντέλα βασισμένα, στην καινούργια θεωρία, δεν έτυχαν ευρείας αποδοχής από την, εξαιρετικά μικρή, κοινότητα των φυσικών που καταπιάνονταν με αυτά τα προβλήματα. Ο Arthur Eddington μάλιστα, έδειξε πως το στατικό Σύμπαν του Einstein ήταν εξαιρετικά ασταθές, και, έστω και μια μικρή διαταραχή στην πυκνότητά του, θα οδηγούσε στη διαστολή ή την κατάρρευση του.Εικόνα 1: Όρθιοι από αριστερά· Albert Einstein, Paul Ehrenfest, και Willem de Sitter. Στην πρώτη σειρά Arthur Eddington (αριστ.) και Hendrik Lorentz (δεξ.) Credits: H. van Batenburg – Credit: Leiden Archives.Στις αρχές τις δεκαετίας του 1920, ήταν ο Georges Lemaitre και ο Alexander Friedmann που διατύπωσαν τα πρώτα εξελικτικά μοντέλα για το Σύμπαν βασιζόμενοι στη ΓΘΣ. Και οι δύο θεωρούν πως το Σύμπαν έχει εξελιχθεί από ένα αρχικό στάδιο, το πρωταρχικό άτομο κατά Lemaitre, στο οποίο οι συνθήκες ήταν πολύ διαφορετικές από τις σημερινές.Εικόνα 2: Alexander Friedmann (1988 – 1925). Από τους πρωτοπόρους της μελέτης του Σύμπαντος. Η σημασία του έργου του, αναγνωρίστηκε εν πολλοίς μετά τον πρόωρο θάνατό του το 1925 από τύφο.Όλα τα παραπάνω μοντέλα στηρίζονταν σε διαφορετικές λύσεις των εξισώσεων πεδίου του Einstein και βασικές παραδοχές όπως η Κοσμολογική Αρχή[2] (Cosmological Principle). Την εποχή εκείνη το Σύμπαν ήταν ουσιαστικά ο Γαλαξίας μας ο οποίος από τις παρατηρήσεις δεν φαινόταν να εκτείνεται ή να συρρικνώνεται. Κι όμως, λίγα χρόνια αργότερα η κοσμοεικόνα μας άλλαξε δραστικά. Το 1925 ο Edwin Hubble έδειξε πως τα σπειροειδή νεφελώματα που παρατηρούσαν στον ουρανό, ανάμεσά τους και αυτό της Ανδρομέδας, βρίσκονται εξαιρετικά μακριά για να αποτελούν μέρος του Γαλαξία μας και πως πρόκειται στην πραγματικότητα για έξω-γαλαξιακά αστρικά συστήματα, παρόμοια με τον δικό μας Γαλαξία.

    Δεν πέρασαν, παρά μόνο λίγα χρόνια, ώστε ο Hubble να δημοσιεύσει το 1929 την επόμενη εντυπωσιακή του ανακάλυψη. Παρατηρώντας τα φάσματα εκπομπής 24 γαλαξιών έδειξε πως αυτά είναι μετατοπισμένα προς το ερυθρό, άρα απομακρύνονται από εμάς (τον Γαλαξία μας), και μάλιστα η ταχύτητα απομάκρυνσης είναι ανάλογη της απόστασης από τη Γη (Hubble, 1929). «Υπέροχα!» θα αναφωνούσαν κάποιοι. Αν όλοι οι γαλαξίες απομακρύνονται από εμάς, έστω και έτσι επαναφέρουμε τον Γαλαξία μας στο κέντρο του Κόσμου. Η πραγματικότητα είναι βέβαια διαφορετική. Όλο το Σύμπαν διαστέλλεται και για αυτό όλοι οι γαλαξίες που το απαρτίζουν απομακρύνονται μεταξύ τους.Εικόνα 3: Το διάγραμμα ταχύτητας απομάκρυνσης – απόστασης για τους 24 γαλαξίες που μελέτησε αρχικά ο Edwin Hubble (μαύρα σημεία). (Hubble, 1929)Το ερώτημα της συσχέτισης της ταχύτητας κίνησης των έξω-γαλαξιακών νεφελωμάτων με την απόστασή τους από τη θέση της Γης είχε ερευνηθεί και τα προηγούμενα χρόνια από άλλους ερευνητές όπως ο Gustaf Stromberg, αλλά δεν είχαν δείξει κάποια συγκεκριμένη συσχέτιση (Stromberg, 1925). Και όπως αναφέραμε παραπάνω, η περίπτωση του διαστελλόμενου Σύμπαντος είχε ήδη περιγραφεί θεωρητικά, σε  ανεξάρτητες εργασίες, από τους Lemaitre και Friedman και επίσης είχε προβλεφθεί η μετατόπιση προς το ερυθρό των φασμάτων των μακρινών νεφελωμάτων (των μετέπειτα γαλαξιών) (Friedmann, 1999 και Lemaitre, 1927). Ωστόσο, η επιβεβαίωση μέσω των παρατηρήσεων αυτής της υπόθεσης υπήρξε ένα καθοριστικό, όσο και επαναστατικό βήμα, στην εξέλιξη της σύγχρονης Κοσμολογίας. Η μετάβαση από ένα αιώνιο και στατικό Σύμπαν, σε ένα, που εξελίσσεται και μεταβάλλεται με την πάροδο του χρόνου, βρήκε αρκετές αντιδράσεις, μεταξύ των οποίων και του ίδιου του Edwin Hubble, ο οποίος προσπάθησε να αποδώσει τη μετατόπιση προς το ερυθρό, σε άλλα αίτια (Smith, 2019).

    ΤΟ ΠΡΩΤΑΡΧΙΚΟ ΑΤΟΜΟ ΚΑΙ ΤΟ BIG BANG

    Αν και οι συζητήσεις για το τέλος και την αρχή του κόσμου είχαν απασχολήσει και στο παρελθόν τους επιστήμονες, αυτό γινόταν κυρίως, αντιμετωπίζοντας το Σύμπαν, ως ένα θερμοδυναμικό σύστημα. Η ΓΘΣ όμως εμφάνισε νέες δυνατότητες στην διατύπωση θεωριών κυρίως για τα αρχικά στάδια του Σύμπαντος. Η πρώτη αναφορά σε μια αρχική κατάσταση του Σύμπαντος ανήκει στον Friedmann, ο οποίος με δύο εργασίες το 1922 και το 1924, περιγράφοντας ένα ομογενώς διαστελλόμενο Σύμπαν, με μηδενική αρχική ακτίνα και σημερινή τιμή R=R0 σημειώνει:Ο χρόνος από τη δημιουργία του σύμπαντος, είναι το χρονικό διάστημα ανάμεσα στις στιγμές που το σύμπαν είχε ακτίνα R=0 και R=R0 · και ο χρόνος αυτός μπορεί να είναι άπειρος (Friedmann, 1999).Οι εργασίες του Friedmann, δημοσιευμένες στη Γερμανία, ενώ ο ίδιος ζούσε και εργαζόταν στη Σοβιετική Ένωση, δεν έγιναν άμεσα, ευρέως, γνωστές στην κοινότητα των φυσικών της εποχής. Ο Einstein πάντως ήταν γνώστης της ιδέας του για το διαστελλόμενο Σύμπαν και διαφωνούσε με αυτή.

    Ανεξάρτητα από τον Friedmann, ο Georges Lemaitre δημοσιεύει το 1927 τη δική του εκδοχή για ένα διαρκώς εκτεινόμενο Σύμπαν, βασιζόμενος και στα πρώτα αποτελέσματα για τις ταχύτητες των υπέρ-γαλαξιακών νεφελωμάτων από τους Hubble και Stromberg (Lemaitre, 1927). Ο Lemaitre περιγράφει ένα Σύμπαν με σταθερή μάζα, μη μηδενική κοσμολογική σταθερά και με διαρκώς αυξανόμενη ακτίνα. Η τελευταία αυξάνεται διαρκώς από μια αρχική τιμή, αλλά ο χρόνος που διαρκεί αυτή η αύξηση, όπως και στο μοντέλο του Friedmann, μπορεί να είναι άπειρος. Με την ιδέα του Lemaitre διαφωνούσε τόσο ο Einstein όσο και ο Arthur Eddington, ο οποίος αν και είχε δείξει την αστάθεια του στατικού Σύμπαντος του Einstein, θεωρούσε αποκρουστική την έννοια της αρχής του Σύμπαντος. Η άποψη του Lemaitre διατυπώνεται σε ένα σύντομο και περιγραφικό γράμμα στο περιοδικό Nature το 1931. Εκεί, εκκινώντας από τις ιδέες πως, πρώτον η ενέργεια του Σύμπαντος κατανέμεται σε διακριτά κβάντα και δεύτερον τα κβάντα ενέργειας διαρκώς αυξάνονται, καταλήγει στο συμπέρασμα πως σε προηγούμενο χρόνο, η ενέργεια θα ήταν κατανεμημένη σε πολύ λιγότερα, ακόμα και σε ένα κβάντο. Σε αυτό το πρωταρχικό άτομο οι έννοιες του χώρου και του χρόνου θα στερούνται νοήματος.Αν η έρευνα στη κβαντική θεωρία μελλοντικά στραφεί σε αυτή την κατεύθυνση, θα μπορούσαμε να συλλάβουμε την αρχή του Σύμπαντος στη μορφή ενός μόνο ατόμου, η ατομική μάζα του οποίου θα ήταν η ολική μάζα του Σύμπαντος. […] Η ιστορία του κόσμου δεν είναι κατ’ ανάγκη γραμμένη στο πρώτο άτομο όπως η φωνή σε ένα δίσκο φωνογράφου. Ολόκληρη η μάζα του Σύμπαντος μπορεί να είναι εκεί από την αρχή, αλλά η ιστορία του ίσως να γράφεται βήμα βήμα (Lemaitre, 1931).Τα μοντέλα εξέλιξης του Σύμπαντος υπό το φως της ανακάλυψης του διαστελλόμενου  σύμπαντος συνέχισαν να απασχολούν την κοινότητα των φυσικών. Ο επόμενος σημαντικός σταθμός, όμως, έρχεται μετά τον Β! Παγκόσμιο Πόλεμο από τον George Gamow. Ο Gamow προτείνει μια θεωρία εξέλιξης του Σύμπαντος που προέρχεται από μια αρχική κατάσταση εξαιρετικά υψηλής ενέργειας και πυκνότητας. Συνδυάζοντας τις γνώσεις του στην ΓΘΣ αλλά και την πυρηνική φυσική ο Gamow περιγράφει τα στάδια δημιουργίας των διάφορων στοιχείων από ένα τέτοιο αρχικό στάδιο και μάλιστα προβλέπει την αφθονία των νετρονίων και των πρωτονίων σε συνάρτηση με τον χρόνο (Gamow, 1948). Μερικά χρόνια αργότερα, το 1953, ο Gamow προβλέπει και την ύπαρξη μιας ακτινοβολίας υποβάθρου, απομεινάρι της εποχής που στο σύμπαν κυριαρχούσε ακόμα η ακτινοβολία, την οποία προσδιορίζει στους 7 βαθμούς Kelvin στην εποχή μας, λόγω της διαστολής του Σύμπαντος.Εικόνα 4: George Gamow (1904 – 1968). Από τους σημαντικότερους φυσικούς του 20ου αιώνα που διακρίθηκε σε πολλά και διαφορετικά πεδία. Υπήρξε ο πατέρας του Big Bang Theory.Η ΚΟΣΜΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΥΠΟΒΑΘΡΟΥ

    H θεωρία για την εξέλιξη του Σύμπαντος από τον Gamow έγινε ιδιαίτερα δημοφιλής μετά τη δεκαετία του 1960 ως Θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης[3](Big Bang Theory, ΘΜΕ) όρος που χρησιμοποιείται μέχρι σήμερα. Την ίδια χρονιά βέβαια, το 1948, παρουσιάστηκε από τους Fred Hoyle, Hermann Bondi και Thomas Gold μία εναλλακτική θεωρία για το Σύμπαν, αυτή της Σταθερής Κατάστασης (Steady State Theory, ΘΣΚ). Βασική αρχή αυτής της θεωρίας ήταν πως το Σύμπαν δεν είναι ομογενές και ισότροπο μόνο χωρικά, αλλά και χρονικά, δηλαδή φαίνεται το ίδιο όχι μόνο από οποιοδήποτε σημείο του, αλλά και οποιαδήποτε χρονική στιγμή. Για να ισχύει αυτή η διευρυμένη κοσμολογική αρχή και η πυκνότητα του Σύμπαντος να παραμένει σταθερή, συνεπάγεται πως υπάρχει κάποιος μηχανισμός δημιουργίας καινούργιας ύλης (Kragh, 2019). Η παραπάνω θεωρία παραβιάζει προφανώς την αρχή διατήρησης της ενέργειας αλλά, οι δημιουργοί της, το θεωρούσαν ένα μικρό τίμημα ώστε να αποκτήσουμε μια καλή κοσμολογική θεωρία.

    Η ΘΣΚ είχε αρκετή απήχηση για κάποια χρόνια και αυτό οφείλεται και στο γεγονός πως το πρώτο σύγγραμμα με τον όρο Κοσμολογία, γράφτηκε από τον Bondi το 1952 και αποτέλεσε οδηγό για τις σπουδές σε αυτό το πεδίο για περίπου δύο δεκαετίες. Στο βιβλίο δεν παρουσιαζόταν μόνο η ΘΣΚ αλλά ωστόσο κατείχε σημαντική θέση. Τονίζουμε την σημασία του πρώτου συγγράμματος Κοσμολογίας, καθώς, διαχρονικά, η δημιουργία των επιστημονικών κοινοτήτων συνδέεται με την ύπαρξη κοινών σημείων αναφοράς, όπως είναι η δημιουργία πανεπιστημιακών τμημάτων και η διδασκαλία με κοινά συγγράμματα.

    Αν και οι υποστηρικτές της ΘΣΚ ήταν αρκετοί και ένθερμοι, και υποστήριζαν πως η θεωρία εξηγεί καλύτερα τα παρατηρησιακά δεδομένα, μια τυχαία ανακάλυψη το 1965 θα έβαζε τέλος στην πορεία της. Στα εργαστήρια της εταιρείας Bell, οι Arno Penzias και Robert Wilson, πειραματίζονταν σε μια καινούργια κεραία μικροκυμάτων, η οποία λάμβανε σήματα μήκους κύματος εφτά εκατοστών, για να μπορέσουν να εγκαταστήσουν μια σύνδεση με επικοινωνιακούς δορυφόρους της εταιρείας. Ωστόσο, στις μετρήσεις τους έβρισκαν πάντα και προς όλες τις κατευθύνσεις μια ακτινοβολία μικροκυμάτων που δεν μπορούσε να προέρχεται από δορυφόρους. Οι Penzias και Wilson απομόνωσαν την ακτινοβολία αυτή και αναγνώρισαν το φάσμα της ως αντίστοιχο, όπως ενός μέλανος σώματος, με θερμοκρασία 3.5±1 Κ.

    H σημασία της ανακάλυψης αυτής δεν αναγνωρίστηκε αμέσως από τους Penzias και Wilson, οι οποίοι αν και προσδιόρισαν πως η ακτινοβολία δεν μπορεί να προέρχεται από τον γαλαξία μας, αδυνατούσαν να ερμηνεύσουν την προέλευσή της. Ωστόσο την ίδια περίοδο, λίγα χιλιόμετρα δυτικότερα, στο Πανεπιστήμιο του Princeton, μια άλλη ομάδα, υπό τον Robert Dicke, ανέπτυσσε ένα μοντέλο Μεγάλης Έκρηξης στο οποίο προβλεπόταν η ύπαρξη μιας Κοσμικής Ακτινοβολίας Υποβάθρου (Cosmic Microwave Background Radiation). Η γνωστοποίηση της ανακάλυψης των Penzias και Wilson ήρθε να επιβεβαιώσει αυτή την πρόβλεψη και να καθορίσει τον νικητή στη διαμάχη για το επικρατέστερο κοσμολογικό μοντέλο. Η ΘΣΚ δέχτηκε ένα ισχυρό πλήγμα από τις αστρονομικές παρατηρήσεις και από τότε ουσιαστικά εξαφανίστηκε. Η μορφή του φάσματος της ακτινοβολίας δεν συμφωνούσε πλήρως ούτε με τις προβλέψεις του Gamow μια δεκαετία νωρίτερα, ούτε με αυτές των Dicke, Peebles κ.α., ωστόσο αυτές οι διαφορές καλύφθηκαν στην πορεία με νέες παρατηρήσεις αλλά και την εισαγωγή της σκοτεινής ύλης (dark matter) ως σημαντικού συστατικού του Σύμπαντος.

    Η ανακάλυψη της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου αποτελεί σταθμό στην ανάπτυξη της κοσμολογίας διότι πρώτον, αποτέλεσε μια επιβεβαίωση των θεωριών εξέλιξης του Σύμπαντος που είχαν διατυπωθεί ήδη, λειτουργώντας όπως ακριβώς η εύρεση απολιθωμάτων εξαφανισμένων οργανισμών για τη Θεωρία της Εξέλιξης (Evolution Theory). Δεύτερον, η μελέτη του φάσματός της έδωσε και εξακολουθεί και δίνει και σήμερα, σημαντικά δεδομένα για τη δομή και την εξέλιξη του Σύμπαντος και, επίσης, τρίτον, υπήρξε η αρχή και η βάση αυτού που ονομάζουμε σήμερα Κοσμολογία Ακριβείας (Precision Cosmology).

    «ΣΩΖΕΙΝ ΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ;»– ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΥΛΗ – ΠΛΗΘΩΡΙΣΜΟΣ – ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

    Η ΘΜΕ είχε σημαντικές επιτυχίες στην εξήγηση των παρατηρησιακών δεδομένων όπως, της διαστολής του Σύμπαντος, του τρόπου δημιουργίας των διάφορων στοιχείων και των συγκεντρώσεών τους, και φυσικά της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου. Όπως συμβαίνει όμως συχνά με διάφορες όμορφες και μαθηματικά άρτιες θεωρίες, υπάρχουν κάποια δεδομένα που λένε όχι, κάποιες παρατηρήσεις που δεν ταιριάζουν με τις θεωρητικά αναμενόμενες τιμές.

    Στο πεδίο της μελέτης της δομής του Σύμπαντος τα πρώτα τέτοια στοιχεία ήρθαν πολύ νωρίς, μερικά μόλις χρόνια από την ανακάλυψη άλλων γαλαξιών εκτός από τον δικό μας. Το 1933, ο αυστριακός αστρονόμος Fritz Zwicky, μελετώντας ομάδες γαλαξιών παρατήρησε πως οι γαλαξίες περιστρέφονται γύρω από το κέντρο μάζας της ομάδας τους με ταχύτητες μεγαλύτερες από αυτές που θα αναμενόταν εξ’ αιτίας της ορατής τους μάζας, σαν να υπήρχε μια ποσότητα ύλης αόρατης σε εμάς (Bertone & Hooper, 2018). Ο Zwicky υπολόγισε την ποσότητα αυτής της σκοτεινής ύλης[4], που χρειαζόταν ώστε να ερμηνευθεί η κίνηση των γαλαξιών και είδε πως υπερτερούσε κατά πολύ της φωτεινής ύλης των Γαλαξιών. Το αποτέλεσμα αυτό ήταν οπωσδήποτε εντυπωσιακό. Όσο για τη φύση αυτής της σκοτεινής ύλης, ο ίδιος εξηγεί σε δημοσίευση του 1937:[…] θα πρέπει να ξέρουμε το ποσό της σκοτεινής ύλης που είναι ενσωματωμένο στα νεφελώματα, με τη μορφή ψυχρών αστέρων, μικροσκοπικών αλλά και μακροσκοπικών σωμάτων και αερίων (Bertone & Hooper, 2018)Οι επόμενες σημαντικές ενδείξεις για την ύπαρξη άγνωστης ύλης στους γαλαξίες ήταν η μελέτη των καμπυλών των ταχυτήτων περιστροφής των αστέρων σε ένα γαλαξία. Μεταξύ άλλων, η Vera Rubin και ο Kent Ford μελετώντας τις ταχύτητες των αστέρων του γαλαξία της Ανδρομέδας, παρατήρησαν πως αυτές δεν μειώνονται καθώς αυξάνεται η απόσταση από το κέντρο του γαλαξία, όπου είναι συγκεντρωμένο και το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του. Η παρατήρηση αυτή ερχόταν σε αντίθεση με τις βασικές αντιλήψεις μας για το βαρυτικό πεδίο. Θα χρειαζόταν μια αύξηση στη μάζα του γαλαξία, όχι όμως κατανεμημένη στην κεντρική του περιοχή, για να εξηγηθούν οι επίπεδες καμπύλες της ταχύτητας περιστροφής. Οι Rubin και Ford[5] δεν προχώρησαν στο επόμενο βήμα, να υιοθετήσουν δηλαδή την ανάγκη ύπαρξης κάποιας μορφής σκοτεινής ύλης (de Swart, et al., 2017).Εικόνα 5: Οι ταχύτητες περιστροφής στον γαλαξία Μ31, ως συνάρτηση της απόστασής τους από το κέντρο. Η συνεχής γραμμή είναι η βέλτιστη προσαρμοσμένη καμπύλη. (Rubin & Ford, 1970).Για να μπορέσει να εισαχθεί όρος της σκοτεινής ύλης στα αστρονομικά και κοσμολογικά μοντέλα, έπρεπε να προηγηθεί ένα ακόμα στάδιο. Στη δεκαετία του 1970 η κοσμολογία, ως το αντικείμενο μελέτης του Σύμπαντος στην ολότητά του, κέρδιζε το ενδιαφέρον αρκετών επιστημόνων. Ένα από τα κύρια κοσμολογικά προβλήματα της εποχής ήταν ο καθορισμός της πυκνότητας της ύλης στο Σύμπαν. Αυτό με τη σειρά του θα καθόριζε αν ζούμε σε ένα κλειστό, ανοιχτό, ή επίπεδο Σύμπαν. Για αισθητικούς ή φιλοσοφικούς λόγους οι περισσότεροι επιστήμονες ήταν υπέρ ενός κλειστού Σύμπαντος. Η μετρούμενη πυκνότητα ύλης όμως, υπολειπόταν κατά περίπου 2 τάξεις μεγέθους από την κρίσιμη πυκνότητα, ώστε το Σύμπαν να χαρακτηριστεί ως κλειστό. Ήταν αυτή η ανάγκη που φώτισε τις ξεχασμένες εργασίες του Zwicky και τις πιο πρόσφατες των Rubin, Ford, κ.α.  και οδήγησε τους κοσμολόγους στην υιοθέτηση μιας σκοτεινής ύλης η οποία αυξάνει κατά πολύ τη μάζα των γαλαξιών άρα και τη μέση πυκνότητα ύλης του Σύμπαντος (de Swart, et al., 2017).Εικόνα 6: Η Vera Rubin, το 1974 μελετώντας ένα φάσμα στο Carnegie Institution,  Washington, D.C.Credit: NOIRLab/NSF/AURA.Η φύση της σκοτεινής ύλης, κάποιας μορφής ύλης δηλαδή, που αλληλεπιδρά μονάχα βαρυτικά με τη γνωστή μας ύλη, παραμένει μέχρι και σήμερα άγνωστη. Πολλά υποψήφια σωματίδια έχουν προταθεί ή και άλλες λύσεις, όπως η ύπαρξη αρχέγονων μαύρων τρυπών. Σε θεωρητικό επίπεδο, σωματίδια σκοτεινής ύλης έχουν προβλεφθεί μέσω του καθιερωμένου μοντέλου της σωματιδιακής φυσικής, ωστόσο κανένα δεν έχει ανιχνευθεί ακόμα πειραματικά. Επίσης, είναι πολύ πιθανό η σκοτεινή ύλη, όπως και η γνωστή μας βαρυονική ύλη, να μην αποτελείται από ένα μόνο είδος σωματιδίων αλλά από πολλά. Η ύπαρξή της πάντως, βεβαιώνεται πια με διάφορους τρόπους, όπως η ύπαρξη φαινομένων βαρυτικών φακών και οι ανισοτροπίες στο φάσμα της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου. Ακόμα και αν στο μέλλον δεχτούμε νέες ή τροποποιημένες θεωρίες βαρύτητας, φαίνεται πως η σκοτεινή ύλη έχει έρθει για να μείνει.

    Επόμενη σημαντική ιδέα για την εξέλιξη της σύγχρονης μελέτης του Σύμπαντος αποτέλεσε η εισαγωγή στη δεκαετία του 1980 ενός πληθωριστικού σταδίου (inflationary epoch) στην εξέλιξη του Σύμπαντος. Ένα από τα μεγάλα προβλήματα που αντιμετώπιζε η κοσμολογία της εποχής ήταν η εξαιρετική ομοιομορφία του Σύμπαντος. Ακόμα και περιοχές οι οποίες βρίσκονται τόσο μακριά μεταξύ τους που με βάση την ηλικία του Σύμπαντος δεν θα έπρεπε να έχουν προλάβει να αλληλεπιδράσουν αιτιακά μεταξύ τους παρουσιάζουν ακριβώς την ίδια εικόνα. Το παράδοξο αυτό, το επονομαζόμενο και πρόβλημα του ορίζοντα[6] (horizon problem) μπορεί να λυθεί με την εισαγωγή ενός σταδίου εξαιρετικά βίαιης, εκθετικής διαστολής του Σύμπαντος κατά τις πρώτες του στιγμές. Το στάδιο αυτό, που ονομάστηκε πληθωρισμός, προτάθηκε το 1981 από τον Alan Guth, αν και προηγούμενη συνεισφορά σε παρόμοιες ιδέες είχαν και άλλοι επιστήμονες τόσο από τις ΗΠΑ όσο και από την ΕΣΣΔ.[7] Το πληθωριστικό στάδιο, όπως αναφέρει ο Guth, λύνει δύο βασικά προβλήματα. Τόσο το πρόβλημα του ορίζοντα, στο οποίο αναφερθήκαμε παραπάνω, όσο και το πρόβλημα του επίπεδου Σύμπαντος που θα απαιτούσε μια καλά συντονισμένη (fine tuned) τιμή της σταθεράς του Hubble για να επιτευχθεί (Guth, 1981).

    Η εισαγωγή αυτού του σταδίου, στη διάρκεια του οποίου το νεαρό Σύμπαν υπόκειται σε μια διαδικασία ανάλογη μιας μετάβασης φάσης, έχει και άλλα παράπλευρα οφέλη όπως τη σύνδεση με τη φυσική στοιχειωδών σωματιδίων και τις ενοποιητικές θεωρίες. Επίσης, εξηγεί την μη ύπαρξη μαγνητικών μονόπολων στο Σύμπαν. Ίσως το μεγαλύτερο όμως όφελος από τη θεωρία του Guth, είναι πως έφερε την κοσμολογία πιο κοντά στα ενδιαφέροντα των φυσικών στοιχειωδών σωματιδίων και υψηλών ενεργειών. Με αυτό τον τρόπο η κοινότητα της κοσμολογίας ανανεώθηκε τόσο σε ιδέες όσο και σε ανθρώπινο δυναμικό (Longair & Smeenk, 2019).

    Το μεγάλο πρόβλημα όμως παραμένει, πως είναι άγνωστο ποιο ήταν εκείνο το πεδίο που οδήγησε το πρώιμο Σύμπαν στο πληθωριστικό του στάδιο. Το συγκεκριμένο θέμα είναι αμφιλεγόμενο στους κόλπους της κοινότητας των φυσικών, αλλά η μελέτη του ξεφεύγει από τους στόχους αυτού του άρθρου[8].

    Ο τελευταίος, μέχρι τώρα, σημαντικός σταθμός στην εξέλιξη της κοσμολογίας είναι δίχως αμφιβολία η ανακάλυψη το 1998, την ίδια περίοδο από δύο ανεξάρτητες μεταξύ τους ομάδες, της επιταχυνόμενης διαστολής του Σύμπαντος. Το γεγονός αυτό ήρθε να βάλει τέλος στο ερώτημα για την ύπαρξη, ή μη, της περίφημης κοσμολογικής σταθεράς του Einstein. Η κοσμολογική σταθερά, όπως προκύπτει από τις εξισώσεις πεδίου της ΓΘΣ, είναι μη μηδενική και έχει μια θετική τιμή. Ο επιταχυνόμενος ρυθμός διαστολής του Σύμπαντος μας κάνει να υποθέτουμε πως υπάρχει κάτι στο Σύμπαν που λειτουργεί ως αρνητική πίεση, ως αντιβαρύτητα και κάνει το Σύμπαν να μην επιβραδύνει τη διαστολή του, παρά την ύπαρξη βαρυτικών δυνάμεων. Δυστυχώς, η φύση της σκοτεινής ενέργειας παραμένει πιο αμφίβολη ακόμα και από αυτή της σκοτεινής ύλης. Παραμένει άγνωστο αν οφείλεται σε κάποιο πεδίο, αν σχετίζεται με την ενέργεια κενού της κβαντικής θεωρίας πεδίου ή αν είναι απλά μια σταθερά της γεωμετρίας του Σύμπαντος, μια εγγενής ιδιότητά της (Longair & Smeenk, 2019).Εικόνα 7: Η κατανομή της ολικής ύλης-ενέργειας του Σύμπαντος σε σκοτεινή ενέργεια, σκοτεινή ύλη και βαρυονική ύλη. Credit: Astronomy: Roen Kelly, after NIST.Η ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ ΣΤΟΝ 21Ο ΑΙΩΝΑ – ΜΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΑΚΡΙΒΕΙΑΣ

    Ήδη από την ανακάλυψη της Κοσμικής Ακτινοβολίας Υποβάθρου η κοσμολογία μπορεί να θεωρηθεί μια επιστήμη που βασίζεται στα παρατηρησιακά δεδομένα και όχι απλά σε θεωρητικά μοντέλα βασισμένα στις γνωστές και καλά εδραιωμένες θεωρίας της φυσικής. Στα χρόνια που πέρασαν από την ανακοίνωση της επιταχυνόμενης διαστολής του Σύμπαντος (Turner, 1999) όμως έχει συντελεστεί μια σπουδαία αύξηση του όγκου των δεδομένων και των μεθόδων παρατήρησης στην κοσμολογία. Η μελέτη του φάσματος της κοσμικής ακτινοβολίας από το πρόγραμμα COBE της NASA και του αντίστοιχου προγράμματος Planck της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος, τα δεδομένα από τα επίγεια αλλά και τα δορυφορικά τηλεσκόπια αλλά και οι καταγραφές του πρώτου συμβολόμετρου βαρυτικών κυμάτων (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory – LIGO), έχουν οδηγήσει σε αυτό που ονομάζεται κοσμολογία ακριβείας (Turner, 2022).

    Όλα τα παραπάνω έχουν οδηγήσει στην ευρεία αποδοχή ενός Καθιερωμένου Προτύπου για την Κοσμολογία, του Λ-CDM, δηλαδή ενός μοντέλου που βασίζεται στη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας και τη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων, με τις προσθήκες της σκοτεινής ύλης (Cold Dark Matter) και της σκοτεινής ενέργειας (με τη μορφή της κοσμολογικής σταθεράς – Λ). Το μοντέλο ΛCDM υποστηρίζεται πια από ένα τεράστιο πλήθος και διαφορετικού είδους παρατηρήσεων. Ορισμένα προβλήματα φυσικά παραμένουν, όπως η απόκλιση στις μετρήσεις της σταθεράς του Hubble καθώς και το πρόβλημα της κοσμολογικής σταθεράς. Τα ερωτήματα για τη φύση της σκοτεινής ύλης και, κυρίως, της σκοτεινής ενέργειας επίσης παραμένουν με τους επιστήμονες να ελπίζουν πως η έρευνα, τουλάχιστον για τη σκοτεινή ύλη, να αποδώσει σύντομα καρπούς.

    Μία άλλη μεγάλη μεταβολή που έχει συντελεστεί στην κοσμολογία τον 21ο αιώνα είναι η αύξηση του κύρους της και της θέσης της ανάμεσα στην κοινότητα των φυσικών. Αυτό αποτυπώνεται στον αριθμό των δημοσιεύσεων, στο πλήθος των επιστημόνων που ασχολούνται στον τομέα αλλά και στη χρηματοδότηση της έρευνας. Μόλις το 2022 μπήκε σε λειτουργία το James Webb Space Telescope, με κόστος κατασκευής και λειτουργίας δέκα δισεκατομμύρια δολάρια, που ήδη στέλνει παρατηρήσεις και δεδομένα για τις απόμακρες περιοχές του Σύμπαντος. Υπάρχουν επίσης σχέδια για την κατασκευή ενός διαστημικού συμβολόμετρου ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων. Η παρατήρηση του Σύμπαντος μέσω των βαρυτικών κυμάτων, που επιτεύχθηκε στο LIGO το 2015, άνοιξε για πρώτη φορά ένα νέο παράθυρο θέασης του κόσμου, που οι επιστήμονες ευελπιστούν πως θα φωτίσει πολλές σκοτεινές περιοχές της γνώσης μας για τον κόσμο.

    ΕΠΙΛΟΓΟΣ

    Η πορεία της κοσμολογίας κατά τη διάρκεια των τελευταίων εκατό χρόνων άλλαξε δραστικά την εικόνα που έχουμε για τον Κόσμο. Παρά τις αναμφίβολες επιτυχίες της όμως, καθώς και την εξέλιξη της σε μια επιστήμη ακριβείας, δεν στερείται προβλημάτων και ανοιχτών ερωτημάτων που περιμένουν απάντηση. Ίσως, η επόμενη μεγάλη αλλαγή στη φυσική να κυοφορείται ήδη στους κόλπους της Κοσμολογίας και στις προσπάθειες ερμηνείας της δομής του Σύμπαντος.

    Ανάμεσα στις απαντήσεις που προτείνονται στο πλαίσιο της κοσμολογίας ανήκουν πολλές, όπως η θεωρία για το πολύ-Σύμπαν (Multiverse), που εγείρουν ερωτηματικά για τηνΕικόνα 8: Η θέση και η τροχιά του Διαστημικού Τηλεσκοπίου James Webb Credits: NASA, ESA, CSA, STScI. Η εικόνα δεν είναι υπό κλίμακα.επιστημονικότητά τους. Τέτοιου είδους θεωρίες μας κάνουν να αναρωτιόμαστε για τα όρια της επιστήμης και αν μπορεί να περιλαμβάνει θεωρίες που μπορούν να ερμηνεύσουν τα πάντα και για τον λόγο αυτόν, δεν μπορούν να διαψευστούν. Μεγάλο ενδιαφέρον παρουσιάζει λοιπόν η Κοσμολογία και από την πλευρά της Φιλοσοφίας της Επιστήμης. Αλλά αυτό είναι ένα ζήτημα που θα πρέπει να το προσεγγίσουμε σε επόμενο άρθρο.

    ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ

    Θα ήθελα να ευχαριστήσω τους Θόδωρο Αραμπατζή και Αντώνη Αντωνίου για τις χρήσιμες και εύστοχες παρατηρήσεις τους.

    ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

    [1] Οι ιδέες του Einstein για τη σχετικότητα του χώρου, του χρόνου αλλά και της αδράνειας ήταν επηρεασμένες από τις αντίστοιχες θέσεις του Ernst Mach.

    [2] Η Κοσμολογική Αρχή υποστηρίζει πως το Σύμπαν, σε μεγάλη κλίμακα, είναι ομογενές και ισότροπο. Είναι δηλαδή το ίδιο, και έχει τις ίδιες ιδιότητες από οποιοδήποτε σημείο, ή προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, το παρατηρούμε. Η κοσμολογική αρχή έχει τις ρίζες της στον Κοπέρνικο, για τον λόγο αυτόν συχνά εμφανίζεται και ως Κοπερνίκεια Αρχή, ο οποίος διατύπωσε την άποψη πως η Γη δεν κατέχει κάποια ξεχωριστή θέση στον Κόσμο. Η Κοσμολογική Αρχή επιβεβαιώνεται ισχυρά από τις σύγχρονες παρατηρήσεις.

    [3] Όπως αναπτύχθηκε και από τους Dicke, Peebles κ.α.

    [4] Έναν όρο που δεν χρησιμοποιεί πρώτος, αλλά έχει σε μεγάλο βαθμό πιστωθεί σε αυτόν.  Επίσης, ο λόγος της “σκοτεινής” προς την “φωτεινή” ύλη που υπολόγισε ο Zwicky, ήταν ιδιαίτερα αυξημένος εξ’ αιτίας λάθος παραμέτρων της εποχής, ωστόσο το πρόβλημα ήταν υπαρκτό.

    [5] Όπως και ο Kenneth Freeman που ανεξάρτητα έκανε παρόμοιες παρατηρήσεις την ίδια εποχή.

    [6] Ίσως κάποιος περίμενε, το πρόβλημα του ορίζοντα, να αφορά κάποιους γαλαξίες ή περιοχές που, όπως τις παρατηρούμε από τη Γη, βρίσκονται αντιδιαμετρικά στον ουράνιο θόλο. Αυτό δεν είναι ακριβές. Μπορεί να αφορά περιοχές που απέχουν μεταξύ τους ελάχιστες μόνο μοίρες στον ουράνιο θόλο. Κατά συνέπεια ο αριθμός των περιοχών που είναι αιτιακά ασύνδετες μεταξύ τους είναι τεράστιος. Ο Guth αναφέρει πως είναι της τάξης του ~1083 (Guth, 1981).

    [7] Ενδεικτικά αναφέρω τους Sidney Bludman, Andrei Linde, Yakov Zel’dovich

    [8] Για μια επισκόπηση του ζητήματος του πληθωρισμού, βλέπε (Steinhardt, 2011)ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

    Bertone, G., and Hooper, D., 2018. History of Dark Matter. Reviews of Modern Physics, 90(4), p. 045002. doi: 10.1103/RevModPhys.90.045002

    de Swart, J., Bertone, G., and van Dongen, J., 2017. How Dark Matter Came to Matter. Nature Astronomy, 1. https://doi.org/10.48550/arXiv.1703.00013

    Einstein, A., 1917. Kosmologische Betrachtungen zur allgemeinen Relativitätstheorie. Sitz. König. Preuss. Akad., pp. 142-152. Αγγλική μετάφραση διαθέσιμη ως ‘Cosmological considerations on the general theory of relativity’ στο https://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol6-trans/433

    Friedmann, A., 1999. On the Possibility of a World with Constant Negative Curvature of Space. General Relativity and Gravitation 31, 2001–2008.  Translation from: Z. Physik 21, 326–332 (1924). https://doi.org/10.1023/A:1026755309811

    Gamow, G., 1948. The Evolution of the Universe. Nature 162 (4122), 680–682. doi:10.1038/162680a0

    Guth, A., 1981. Inflationary universe: A possible solution to the horizon and flatness problems. Physical Review D 23(2), pp. 347-356. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.23.347

    Hubble, E., 1929. A relation between distance and radial velocity among extra-Galactic Nebulae. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 15 3, 168-73. https://doi.org/10.1073/pnas.15.3.168

    Kragh, H., 2019. Steady-State Theory and the Cosmological Controversy. In H. Kragh, & M.S. Longair (Eds.), Oxford Handbook of the History of Modern Cosmology. Oxford: Oxford University Press https://doi.org/10.1093/oxfordhb/9780198817666.001.0001

    Lemaitre, G., 1927. A Homogeneous Universe of Constant Mass and Growing Radius Accounting for the Radial Velocity of Extragalactic Nebulae. Annales Soc. Sci. Bruxelles A 47, 49-59, Gen. Rel. Grav. 45 (2013) 8, 1635-1646. https://doi.org/10.1007/s10714-013-1548-3

    Lemaitre, G., 1931. The Beginning of the World from the Point of View of Quantum Theory. Nature 127, p. 706. https://doi.org/10.1038/127706b0

    Longair, M., and Smeenk, C., 2019. Inflation, dark matter, and dark energy. In: H. Kragh & M. Longair, eds. The Oxford Handbook of the History. New York: Oxford University Press, pp. 425-464. https://doi.org/10.1093/oxfordhb/9780198817666.001.0001

    Realdi, M., 2019. Relativistic Models and the Expanding Universe. In H. Kragh, & M.S. Longair (Eds.), Oxford Handbook of the History of Modern Cosmology. Oxford: Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/oxfordhb/9780198817666.001.0001

    Rubin, V., and Ford, K., 1970. Rotation of the Andromeda Nebula from a Spectroscopic Survey of Emission Regions. Astrophysical Journal 159, p. 379. doi:10.1086/150317

    Smith, R., 2019. Observation and the Universe. In H. Kragh, & M.S. Longair (Eds.), Oxford Handbook of the History of Modern Cosmology. Oxford: Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/oxfordhb/9780198817666.001.0001

    Steinhardt, P., 2011. The Inflation Debate: Is the Theory at Heart of Modern Cosmology Deeply Flawed?. Scientific American 304, pp. 18-25. doi: 10.1038/scientificamerican0411-36

    Stromberg, G., 1925. Analysis of Radial Velocities of Globular Clusters and non-Galactic Nebulae. Astrophysical Journal 61, p. 353-362. doi: 10.1086/142897

    Turner, M., 1999. Cosmology solved? Maybe. Nuclear Physics B – Proceedings Supplements  72, p. 69–80. https://doi.org/10.48550/arXiv.astro-ph/9811366

    Turner, M., 2022. The Road to Precision Cosmology. Annual Review of Nuclear and Particle Science 72, pp. 1-33. https://doi.org/10.48550/arXiv.2201.04741

    Weinberg, S., 1989. The Cosmological Constant Problem. Reviews of Modern Physics 61(1), p. 1-23. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.61.1
    Νίκος Αλεξίου, Εκπαιδευτικός, Φυσικός, Υποψήφιος Διδάκτωρας ΕΚΠΑ

    Ο Νίκος Αλεξίου έχει σπουδάσει Φυσική στο Πανεπιστήμιο Αθηνών και εργάζεται ως εκπαιδευτικός στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση. Είναι κάτοχος μεταπτυχιακού διπλώματος ειδίκευσης στην Ιστορία και Φιλοσοφία της Επιστήμης και είναι υποψήφιος διδάκτορας της Ιστορίας και Φιλοσοφίας της Κοσμολογίας. Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα εστιάζουν στην ιστορική πορεία των θεωρητικών οντοτήτων της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας ώστε να αποτελούν σήμερα αναπόσπαστο μέρος του Καθιερωμένου Κοσμολογικού Προτύπου, και των φιλοσοφικών προεκτάσεών τους.

  • Το μυστήριο της ζωής – Ένα ταξίδι στα βάθη της ιστορίας μας

    Το μυστήριο της ζωής – Ένα ταξίδι στα βάθη της ιστορίας μας

    Eκδόσεις ΚΑΤΟΠΤΡΟ

    Jan Paul Schutten
    (Εικονογράφηση: Floor Rieder)

    Ηλικίες: από 11 ετών και άνω

    Μετάφραση – Επιστημονική επιμέλεια: Παναγιώτης Δεληβοριάς

    ISBN: 978-618-5493-23-3

    Σκληρόδετο, έγχρωμο, 160 σελ., 21 × 27 εκ., 26,00 € (χωρίς ΦΠΑ)Δυο λόγια για το βιβλίο

    • Τι υπάρχει πέρα από την άκρη του Σύμπαντος; • Για πόσο καιρό ακόμη θα μας στέλνει το φως του ο Ήλιος; • Πώς δημιουργείται ένας πλανήτης; Και από πού προήλθε η Σελήνη; • Ποια είναι η πραγματική ηλικία της Γης, 4 χιλιάδες χρόνια ή περισσότερο από 4 δισεκατομμύρια; • Πώς άρχισε η ζωή στη Γη; Προέκυψε αυθόρμητα ή μήπως ήρθε από το Διάστημα; • Γιατί η ζωή πρωτοεμφανίστηκε στη θάλασσα; • Από πότε υπάρχουν οι άνθρωποι; • Γιατί δεν γεννιόμαστε από αβγά; Αλήθεια, τι έγινε πρώτα, η κότα ή το αβγό; • Γιατί οι γυναίκες ομορφαίνουν διαρκώς, ενώ οι άνδρες όχι; • Γιατί το αρσενικό παγόνι έχει τόσο μακριά ουρά; Και γιατί εξαφανίστηκε το γιγαντιαίο ελάφι; • Τι είναι το DNA, και γιατί στις αστυνομικές σειρές συζητούν όλοι για αυτό; • Πόσα κύτταρα περιλαμβάνει το σώμα μας; Και τι είναι τα γονίδια; • Πώς μπορεί να επιβιώσει ένα ζώο χωρίς πρωκτό; Και πώς μπορεί να γεννηθεί ένα ζώο χωρίς γονείς; • Γιατί μοιάζει η οπλή ενός αλόγου με ανθρώπινο χέρι; Και είναι αλήθεια ότι ακούμε με βράγχια καρχαρία; • Γιατί παθαίνουμε λόξιγκα και γιατί ανατριχιάζουμε; • Γιατί είναι τόσο σημαντική η όρθια βάδιση; • Είναι αλήθεια ότι όλοι μας καταγόμαστε από τον Τζένγκις Χαν; • Μήπως στις φλέβες μας ρέει αίμα ανθρώπων του Νεάντερταλ; Και υπήρξαν ο Αδάμ και η Εύα; • Πώς η νοημοσύνη μας συνέβαλε στην περαιτέρω αύξηση της νοημοσύνης μας; • Πώς θα μοιάζουν τα μακρινά εγγόνια μας; • Γιατί οι εξωγήινοι είναι πιθανότατα σαρκοφάγοι; • Τι ακριβώς είναι η ζωή; Και τι θα μπορούσε να είναι πιο λυπηρό από τον θάνατο; • Ποιος μπορεί να οργάνωσε τη Φύση τόσο τέλεια;

    Αυτά είναι μερικά από τα πολλά ερωτήματα που απαντιούνται στο έξυπνο και διασκεδαστικό αυτό βιβλίο για όσους αναγνώστες —από 11 ετών και άνω— επιθυμούν να βαθύνουν τις γνώσεις τους στις μεγάλες κατακτήσεις των επιστημών της ζωής.

    Το βιβλίο έχει κυκλοφορήσει σε 10 ευρωπαϊκές χώρες, στις ΗΠΑ, στην Κίνα, στη Ρωσία, στην Κορέα και στην Τουρκία, και έχει τιμηθεί με πολλά βραβεία. Ομοίως, ο συγγραφέας και η εικονογράφος έχουν λάβει πολλές τιμητικές διακρίσεις για το συνολικό έργο τους.

    Στην ίδια σειρά περιλαμβάνονται τα βιβλία: Τα μυστικά του Σύμπαντος και Το θαύμα του ανθρώπινου σώματος, η έκδοση των οποίων στα Ελληνικά θα ακολουθήσει σύντομα.

    Ο συγγραφέας

    Ο Jan Paul Schutten (γεν. 1970) είναι διάσημος Ολλανδός συγγραφέας μη μυθοπλαστικών βιβλίων για παιδιά και νεαρούς αναγνώστες. Σπούδασε επιστήμες επικοινωνίας στην Ουτρέχτη και κατόπιν εργάστηκε ως κειμενογράφος σε διαφημιστική εταιρεία. Το 2002 εξέδωσε το πρώτο του παιδικό βιβλίο, Ruik eens wat ik zeg (Μύρισε όσα λέω), το οποίο γνώρισε τόση επιτυχία ώστε εκείνος εγκατέλειψε τη δουλειά του στη διαφημιστική εταιρεία και αφιερώθηκε εξ ολοκλήρου στη συγγραφή. Έκτοτε έχει εκδώσει περισσότερα από σαράντα βιβλία στις Κάτω Χώρες, με έμφαση στην ιστορία, στη Φύση και στην επιστήμη, τα οποία έχουν μεταφραστεί σε πολλές γλώσσες και έχουν κερδίσει πολλά βραβεία, χαρακτηριζόμενα ως «βιβλία της χρονιάς».

    Τα περιεχόμενα του βιβλίου

    Πρόλογος —του Jelle Reumer, διευθυντή του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας στο Ρότερνταμ

    1. ΘΑΥΜΑΤΑ, ΜΥΣΤΗΡΙΑ ΚΑΙ ΕΣΕΙΣ
    • Τι κάνει το παραμήκιο που δεν μπορεί να κάνει το πιο έξυπνο ρομπότ; • Πόσα κύτταρα έχετε μέσα σας; • Με τι μοιάζουν τα βακτήρια; • Τι θα μπορούσε να είναι πιο λυπηρό από τον θάνατο; • Πώς αναπτυχθήκατε; • Ποιος οργάνωσε τη Φύση τόσο τέλεια;
    1. ΠΟΣΟ ΠΑΛΙΑ ΕΙΝΑΙ Η ΓΗ;
    • 4 χιλιάδες χρόνια π.Χ. ή πάνω από 4 δισεκατομμύρια; • Τι γυρεύουν τα κοχύλια στις βουνοκορφές; • Από πού αντλήσαμε αποδείξεις για την ηλικία της Γης; • Πώς μπορούμε να υπολογίσουμε την ηλικία του Σύμπαντος;
    1. Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΩΝ ΠΑΝΤΩΝ ΜΕ 1.550 ΛΕΞΕΙΣ
    • Υπήρχαν ανέκαθεν άτομα και μόρια; • Πώς δημιουργείται ένας πλανήτης; • Από πού προήλθε η Σελήνη; • Γιατί η ζωή πρωτοεμφανίστηκε στη θάλασσα; • Από πότε υπάρχουν οι άνθρωποι;
    1. Η ΣΠΟΥΔΑΙΟΤΕΡΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗ ΙΔΕΑ ΟΛΩΝ ΤΩΝ ΕΠΟΧΩΝ
    • Τι υποστηρίζει η θεωρία της εξέλιξης; • Από πού προήλθαν όλα αυτά τα είδη; • Έχετε κοινούς προγόνους με μια ψαλίδα; • Έχουν όλα τα είδη ζωής στη Γη έναν μοναδικό κοινό πρόγονο; • Γιατί χρειάστηκε ο Δαρβίνος είκοσι χρόνια για να γράψει το βιβλίο του; • Αποδέχονται όλοι σήμερα τη θεωρία του Δαρβίνου; • Βελτιώνονται διαρκώς όλα τα είδη;
    1. Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΕΝ ΣΥΝΤΟΜΙΑ
    • Πώς προκύπτει ένα νέο είδος; • Πώς είπατε, δεν επιβιώνουν πάντοτε οι καλύτεροι και ισχυρότεροι; • Θέλουν πραγματικά τα δέντρα να γίνουν ψηλά; • Γιατί τα κουνέλια έχουν «κακή» όραση; • Είναι παλαβά τα θηλυκά; Γιατί προτιμούν έναν άμυαλο δολοφόνο για πατέρα των παιδιών τους; • Γιατί οι γυναίκες ομορφαίνουν διαρκώς ενώ οι άνδρες όχι;
    1. ΟΛΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ
    • Μήπως ο Δαρβίνος έκανε λάθος; • Ποιο ζώο θα μπορούσε να επιζητεί τον θάνατο; • Τα γονίδια και γιατί είναι τόσο σημαντικά • Τι θα μπορούσε να έχει μεγαλύτερη αξία από τη ζωή σας;
    1. ΠΩΣ ΑΡΧΙΣΕ Η ΖΩΗ ΣΤΗ ΓΗ
    • Τι είναι η ζωή; • Από πού προήλθε το πρώτο έμβιο ον στη Γη; • Πώς μπορείτε να δημιουργήσετε ζωή μέσα σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα; • Τι θα μπορούσε να έχει μεγαλύτερη αξία από τη ζωή σας; • Τι είναι το DNA • Τι έγινε πρώτα, η κότα ή το αβγό; • Πού μπορείτε να δείτε πλάσματα αρχαιότερα από τους δεινόσαυρους;
    1. ΕΠΙΒΙΩΝΟΝΤΑΣ ΣΤΟΥΣ ΑΡΧΕΓΟΝΟΥΣ ΩΚΕΑΝΟΥΣ
    • Πού πρωτοεμφανίστηκε η ζωή στη Γη; • Γελαδοσβουνιές ηλικίας εκατομμυρίων ετών • Πώς μετατρέπεται ένα βακτήριο σε φάλαινα; • Πώς μπορεί να απολιθωθεί μια μέδουσα; • Πώς μπορεί να επιβιώσει ένα ζώο χωρίς πρωκτό; • Πώς μπορεί να γεννηθεί ένα ζώο χωρίς γονείς; • Τι θα αντικρίζατε σε έναν ζωολογικό κήπο πριν από 550 εκατομμύρια χρόνια; • Από ποιο θαλάσσιο πλάσμα καταγόμαστε;
    1. ΕΝ ΜΕΡΕΙ ΑΝΘΡΩΠΟΣ, ΕΝ ΜΕΡΕΙ ΨΑΡΙ
    • Πώς αποκτά ένα ψάρι τέσσερα πόδια; • Πώς μετατρέπονται τα βράγχια σε πνεύμονες; • Γιατί γράφουμε στους μαυροπίνακες με απολιθώματα; • Υπήρχαν κάποτε φοινικόδεντρα στις πολικές περιοχές; • Πού θα αναζητήσετε έναν αμφιβιχθύ ή ένα ιχθαμφίβιο; • Γιατί μοιάζει η οπλή ενός αλόγου με ανθρώπινο χέρι; • Γιατί όλα τα «μωρά» μοιάζουν μεταξύ τους; • Γιατί βουλώνουν τα αφτιά σας στο αεροπλάνο; • Πώς ξέρει ένα κύτταρο αν πρέπει να αναπτυχθεί σε δόντι, μύτη ή δάχτυλο; • Μπορούν τα κύτταρα του σώματός σας να συνομιλήσουν μεταξύ τους; • Πώς μπορείτε να δημιουργήσετε μια μύγα με πρόσθετες φτερούγες; • Τι πληροφορίες μπορεί να μας αποκαλύψει ένας ιός για το παρελθόν μας; • Γιατί οι αγελάδες έχουν στενότερη συγγένεια με τις φάλαινες παρά με τα άλογα; • Γιατί εξαφανίστηκαν οι δεινόσαυροι;
    1. ΕΧΕΙ ΑΠΟΔΕΙΧΘΕΙ Η ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΕΞΕΛΙΞΗΣ ΠΕΡΑΝ ΠΑΣΗΣ ΑΜΦΙΒΟΛΙΑΣ;
    • Αποδέχονται όλοι οι επιστήμονες τη θεωρία της εξέλιξης; • Ποιο ζώο στη Γη θα επιβιώσει περισσότερο καιρό; • Ποιοι αμφισβητούν ότι το Τικτααλίκ αποδεικνύει τη θεωρία της εξέλιξης; • Υπάρχουν λυκάνθρωποι και άνθρωποι-στρουθοκάμηλοι; • Κατάγεστε μήπως από τον Τζένγκις Χαν; • Πώς μπορείτε να διαπιστώσετε την εξέλιξη μόνοι σας; • Γιατί παθαίνουμε λόξιγκα ενώ οι καρχαρίες όχι; • Γιατί έχουμε νεύρα ψαριού; • Γιατί ανατριχιάζουμε; • Τι πρόβλημα υπάρχει με τα μάτια μας;
    1. ΑΠΟ ΤΑ ΠΟΝΤΙΚΙΑ ΣΤΟΥΣ ΑΝΘΡΩΠΟΥΣ
    • Με ποιο ζώο μοιάζετε περισσότερο; • Πώς συμπεραίνουμε ότι ένα ζώο βάδιζε όρθιο παρατηρώντας το κρανίο του; • Γιατί είναι τόσο σημαντική η όρθια βάδιση; • Θα μπορέσουν οι ανθρωποειδείς πίθηκοι να γίνουν όσο έξυπνοι είμαστε εμείς; • Έχουν οι επιστήμονες ανακαλύψει την Εύα; • Μήπως στις φλέβες μας ρέει αίμα ανθρώπων του Νεάντερταλ; • Πώς θα μοιάζουν τα μακρινά εγγόνια μας; • Υπάρχει ζωή σε άλλους πλανήτες; Και τι μορφή μπορεί να έχει; • Γιατί οι εξωγήινοι είναι πιθανότατα σαρκοφάγοι; • Θα μπορούσαν οι εξωγήινοι να ζουν μέχρι την ηλικία των 10.000 ετών; • Μαρτυρά ο εγκέφαλος κάποιου αν το άτομο είναι θρησκευόμενο;

    Ευρετήριο

  • Κβαντικό ατμοπάνκ – Η φυσική της επαύριον του χθές

    Κβαντικό ατμοπάνκ – Η φυσική της επαύριον του χθές

    Eκδόσεις ΚΑΤΟΠΤΡΟ

    Nicole Yunger Halpern

    Πανεπιστήμιο Μέριλαντ

    Μετάφραση: Ανδ. Δημητρόπουλος

    Eπιμέλεια: Αλ. Μάμαλης

    ISBN: 978-618-5493-22-6

    Σκληρόδετο, Α/Μ, 384 σελ., 14 × 21 εκ., 28,00 € (χωρίς ΦΠΑ)Δυο λόγια για το βιβλίο

    Η Βιομηχανική Επανάσταση συναντά την επανάσταση της κβαντικής τεχνολογίας!
    Ένας περιπετειώδης οδηγός του πεδίου όπου διατέμνονται η κβαντική φυσική, η επεξεργασία πληροφοριών και η θερμοδυναμική.

    Οι ατμομηχανές της βικτωριανής εποχής και η σωματιδιακή φυσική ίσως φαίνεται ότι ανήκουν σε διαφορετικούς κόσμους (και σε διαφορετικούς αιώνες), αλλά ένας πρόσφατα ανεπτυγμένος κλάδος της επιστήμης, η κβαντική θερμοδυναμική, ατενίζει με νέο βλέμμα τις επιστημονικές βάσεις της Βιομηχανικής Επανάστασης μέσω των φακών της φρενιτιώδους επανάστασης της κβαντικής πληροφορίας τού σήμερα. Η κλασική θερμοδυναμική, η μελέτη των θερμικών μηχανών, της ενέργειας και του βαθμού απόδοσης, χρειάζεται εκ νέου προσδιορισμό, ώστε να αξιοποιήσει τα οφέλη της κβαντικής μηχανικής, του βασικού πλαισίου που ερευνά τη φύση της πραγματικότητας στη μικροσκοπική κλίμακα.

    Η ατρόμητη φυσικός Nicole Yunger Halpern εισάγει τον αμύητο αναγνώστη στις έννοιες αυτές μέσω του «κβαντικού ατμοπάνκ», του είδους φαντασίας που ζευγαρώνει τις φουτουριστικές τεχνολογίες με τις βικτωριανές ευαισθησίες. Στο βιβλίο της, κινούμενη από τη θεμελιώδη επιστήμη στις πειραματικές εφαρμογές αιχμής, διερευνά ερωτήματα όπως «Θα καταφέρει η κβαντική φυσική να φέρει την επανάσταση στους υπολογιστές και στις μηχανές γενικότερα;» και «Ποια βαθύτερα μυστικά μπορεί να αποκαλύψει η θεωρία της κβαντικής πληροφορίας σχετικά με τη φορά του χρόνου;». Περιγράφει επίσης τις δικές της περιπέτειες στο κβαντικό σύμπαν, και μας προσφέρει μια εκ των έσω ματιά του έργου των παθιασμένων με την τεχνολογική αυτή υπόσχεση επιστημόνων. Τέλος, εξερευνά την αισθητική του νέου πεδίου, μοιράζεται την αντισυμβατική ευθυμία του, και ατενίζει τις δυνατότητες ενός κβαντικού μέλλοντος. Το αποτέλεσμα θα συγκλονίσει τους αφοσιωμένους φίλους της επιστήμης.

    Είπαν για το βιβλίο

    •  «Για τον πολύ κόσμο, η επιστήμη της κβαντικής πληροφορίας αποτελεί αίνιγμα. Ωστόσο, αναμένεται να διαμορφώσει μεγάλο μέρος του μέλλοντος των υπολογισμών. Για να γνωρίσουμε τον γενναίο αυτό νέο κόσμο, χρειαζόμαστε έναν υπομονετικό, ευγενικό και διασκεδαστικό οδηγό. Στο βιβλίο Κβαντικό ατμοπάνκ, η Yunger Halpern εφαρμόζει ένα θαυμάσιο τέχνασμα, παρουσιάζοντας την επιστήμη τού αύριο με τη μορφή του χθεσινού επιστημονικού τοπίου, με μεγάλη σαφήνεια και πρωτοτυπία. Η επιστημονική συγγραφή στα καλύτερά της».

    —Marcelo Gleiser, καθηγητής θεωρητικής φυσικής, Κολέγιο Dartmouth

     

    •  «Το Κβαντικό ατμοπάνκ, γραμμένο από μία από τις πιο προικισμένες κβαντοθεωρητικούς της γενιάς της, είναι ένα βιβλίο που πρέπει να διαβάσετε. Γεμάτο με ποιητικές παρουσιάσεις των κβαντικών μυστηρίων και αφηγήσεις τόσο συναρπαστικές, δεν θα μπορείτε να το αφήσετε από τα χέρια σας. Το βιβλίο αυτό θα γίνει κλασικό».

    —Stephon Alexander, καθηγητής θεωρητικής φυσικής, Πανεπιστήμιο Brown

     

    •  «Με καρδιά και καλλιτέχνη και επιστήμονα, η Yunger Halpern εξερευνά δύο από τα πιο καυτά πεδία της σύγχρονης φυσικής: την κβαντική θερμοδυναμική και την επιστήμη της κβαντικής πληροφορίας. Αυτό το άγριο και διασκεδαστικό έργο θα σας παρασύρει σε μια μαγευτική βόλτα, φωτίζοντας το βαθύτερο νόημα της γνώσης, του χρόνου, ακόμη και της ίδιας της πραγματικότητας».

    —Leonard Mlodinow, θεωρητικός φυσικός και συγγραφέας

     

    •  «Όπως κάθε καλό κβαντικό σύστημα, το βιβλίο αυτό είναι περίπλοκο, διεμπλεγμένο και απρόβλεπτο. Η Yunger Halpern μάς ξεναγεί θαυμάσια στο πολυσύχναστο νέο ερευνητικό μέτωπο όπου διασταυρώνονται η φυσική, η πληροφορική και η τεχνολογία, με ματογυάλια και μπρούτζινο εξοπλισμό».

    —Sean Carroll, καθηγητής θεωρητικής φυσικής, Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech)

     

    •  «Με φιλοπαίγμονα διάθεση και χάρισμα, η Yunger Halpern εξερευνά τι συμβαίνει όταν συγχωνεύουμε τη φυσική των ατμομηχανών και τα μαθηματικά της θεωρίας της πληροφορίας με τις τελευταίες προόδους της κβαντικής θεωρίας. Το αποτέλεσμα είναι μια συναρπαστική άποψη της Φύσης και μια προεπισκόπηση των φανταστικών τεχνολογικών δυνατοτήτων».

    —David Kaiser, καθηγητής φυσικής και ιστορίας της επιστήμης, Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ)

     

    •  «Ένα διασκεδαστικό βιβλίο […] που εξηγεί με απλά λόγια την ουσία και τα μυστικά των πολλών πτυχών της κβαντικής θερμοδυναμικής. […] Προσθέτοντας λογοτεχνικό ύφος στο τεχνικό περιεχόμενο, η Halpern μεταφέρει αριστοτεχνικά με απλούς όρους την ποικιλία των πολύπλοκων ιδεών που χαρακτηρίζουν τα διάφορα υποπεδία της κβαντικής θερμοδυναμικής».

    —Physics Today

     

    •  «Το Κβαντικό ατμοπάνκ είναι ίσως η καλύτερη εξήγηση της κβαντικής φυσικής για το ευρύ κοινό που μπορείτε να βρείτε. Η δρ Halpern χρησιμοποιεί όμορφη εικονογράφηση, ευφάνταστες περιγραφές και χιούμορ».

    —Quantum Zeitgeist

     

    •  «Η Yunger Halpern γράφει με σαφήνεια για το όραμα ενός αναδυόμενου επιμέρους πεδίου της φυσικής και για το πώς αναμένει και ελπίζει ότι αυτό θα αναπτυχθεί. Το Κβαντικό ατμοπάνκ απευθύνεται τόσο στους μη ειδικούς αναγνώστες που ανακαλύπτουν νέα ενδιαφέροντα όσο και στους εμπνευσμένους ειδικούς».

    —Jay Lawrence, καθηγητής φυσικής και αστρονομίας, Κολέγιο Dartmouth

     

    •  «Το Κβαντικό ατμοπάνκ μάς δείχνει με ξεκάθαρη γλώσσα και καθηλωτική αφήγηση πώς να συνδυάσουμε την αιχμή του δόρατος της επιστήμης του 19ου αιώνα με την πρωτοπορία της επιστήμης του 20ού, ώστε να δημιουργήσουμε μια δυναμική νέα επιστήμη για τον 21ο αιώνα».

    —Chad Orzel, καθηγητής φυσικής, Κολέγιο Union (Νέα Υόρκη)

     

    •  «H Yunger Halpern επαναπροσδιορίζει τη θερμοδυναμική του 19ου αιώνα παρατηρώντας τη μέσα από έναν σύγχρονο κβαντικό φακό, και παίζει με την αισθητική του 1800 ανεβαίνοντας σε τρένα, αερόστατα και άλογα. Πρόκειται για ένα βιβλίο σοβαρής φυσικής, το οποίο πιθανότατα θα προσελκύσει τους αναγνώστες τόσο του φανταστικού όσο της εκλαϊκευμένης επιστήμης».

    —Simon Ings, New Scientist

    Η συγγραφέας

    Η Nicole Yugern Halpern είναι θεωρητική φυσικός στο Ινστιτούτο Κβαντικής Πληροφορίας και Επιστήμης Υπολογιστών (QuICS) του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ. Κατάγεται από τη Φλόριντα και φοίτησε στο Κολέγιο Dartmouth στο Νιου Χάμσαϊρ. Οι σπουδές της συνδύαζαν τη φυσική, τα μαθηματικά, την ιστορία και τη φιλοσοφία. Σε ένα διάλειμμα των σπουδών της διάρκειας ενός έτους εργάστηκε ως βοηθός ερευνήτρια φυσικής στην Αγγλία, όπου εξερεύνησαε αιωνόβια κάστρα, μικρά χωριά και την τοπική λογοτεχνία. Στη συνέχεια έκανε μεταπτυχιακές σπουδές στο Perimeter Institute for Theoretical Physics στον Καναδά. Η διδακτορική διατριβή της πραγματοποιήθηκε στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech) στην Πασαντίνα. Έχει αναπτύξει ένα ερευνητικό πρόγραμμα στο οποίο συγχωνεύονται η κβαντική φυσική, η θεωρία της πληροφορίας και η θερμοδυναμική. Μετά την αποφοίτησή της, αντάλλαξε τη λιακάδα της Πασαντίνα με τη βροχή και τα κόκκινα τούβλα του Πανεπιστημίου Harvard, όπου διεξήγαγε έρευνα ως μεταδιδακτορική συνεργάτις του Ινστιτούτου Θεωρητικής Ατομικής, Μοριακής και Οπτικής Φυσικής (ITAMP). Μετά το Harvard ακολούθησε το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, όπου είναι επικεφαλής μιας ερευνητικής ομάδας φυσικών.

    Τα περιεχόμενα του βιβλίου

    Πρόλογος

    1. Ένα παράδοξο
    2. Ημέρα δίχως χθες
    3. Κοσμογένεση
    4. Στάχτες και καπνός
    5. Χαμένοι στο πολυσύμπαν
    6. Δεν ρωτάς; Δεν έχεις ιστορία!
    7. Χρόνος άχρονος
    8. Το Σύμπαν σαν το σπίτι μας

    Ευχαριστίες

    Σημειώσεις

    Βιβλιογραφία

    Λεξιλόγιο

    Ευρετήριο

  • ΣΥΧΝΕΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΣΥΜΠΑΝ

    ΣΥΧΝΕΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΣΥΜΠΑΝ

    ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΡΗΤΗΣ

    JORGE CHAM & DANIEL WHITESON

    Μετάφραση: Νίκος Αποστολόπουλος

    ISBN 978-618-230-044-2

    Διαστάσεις: 17 x 24 cm
    Αριθμός σελίδων:     320

    Τιμή: € 18

    Έτος έκδοσης: 2024Αναρωτηθήκατε ποτέ τι συμβαίνει μέσα στις μαύρες τρύπες; Γιατί το σύμπαν διαστέλλεται; Μήπως υπάρχει εκεί έξω κάποια άλλη εκδοχή του εαυτού μας; Οι άνθρωποι μπορεί να διαφωνούμε σε πολλά, όμως όλοι έχουμε ερωτή­ματα. Και τα ερωτήματα αυτά, κατά βάθος, είναι κοινά: Πώς δημιουργήθηκε το σύμπαν; Μας έχουν επισκεφτεί εξωγήινοι; Πράγματι υπάρχουμε, ή μήπως είμαστε μια προγραμματισμένη προσομοίωση σ’ ένα παιχνίδι που παίζουν άλλοι; Υπάρχει μετά θάνατον ζωή; Ευτυχώς που στις μέρες μας έχουμε και πολλές από τις απαντήσεις!

    Πιάνοντας, με μεγάλο κέφι, το νήμα από εκεί που το άφησαν στο τέλος του προηγούμενου βιβλίου τους, Δεν έχουμε ιδέα, ο Χόρχε και ο Ντάνιελ συνδυάζουν μεταξύ άλλων τη διασκέδαση με την επιστημονική εγκυρότητα, τα καρτούν με τις σκουληκότρυπες και τα κβαντικά φαινόμενα με τη σωματιδια­κή φυσική, φτιάχνοντας το βιβλίο που θα σας κάνει το επίκεντρο της παρέας, το βιβλίο που θα σας κρατήσει ξάγρυπνους! Πρόκειται για άλλη μια λαμπρή συνεργασία, που μας προσφέρει τον ιδεώδη οδηγό πλοήγησης σ’ ένα ταξίδι απομυθοποίησης του σύμπαντος και των περίτεχνων μυστηρίων του.

     

    «Αστείο και διασκεδαστικό, αλλά ταυτόχρονα επιστημονικά στιβαρό και πανέ­ξυπνο: μόνον ο Χόρχε και ο Ντάνιελ μπορούν να πετύχουν μια τέτοια άριστη ισορροπία.»
    — Carlo Rovelli, θεωρητικός φυσικός, συγγραφέας του βιβλίου Η τάξη του χρόνο

    «Οι Cham και Whiteson χρησιμοποιούν απλή καθημερινή γλώσσα και χιούμορ για να προσεγγίσουν τις πλέον εξελιγμένες επιστημονικές θεωρίες για το σύμπαν και για τη θέση του ανθρώπου μέσα σ’ αυτό. Εικονογραφημένο από τον Cham, τούτο το βιβλίο μάς μαθαίνει πολλά και μας ψυχαγωγεί.»
    — Physics Today

    «Μια διασκεδαστική εισαγωγή στα μυστήρια του σύμπαντος (…) Τις απαντήσεις των συγγραφέων τις διακρίνει πάντοτε μια φρεσκάδα, ενώ τα σκίτσα του Cham είναι σκέτη απόλαυση.»
    — Publishers Weekly

    _____________________________________________________________________________________Ο Jorge Cham είναι διδάκτορας ρομποτικής του Stanford. Άλλοτε ερευνητής στο Caltech, είναι δημιουργός του δημοφιλούς κόμικ Piled Higher and Deeper, γνωστού και ως PHD Comics. Έχει συνεργαστεί με τον D. Whiteson στο βιβλίο We have No Idea. (2017. Ελλ. έκδ. Δεν έχουμε ιδέα, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης 2020), στη διαδικτυακή ραδιοφωνική εκπομπή (podcast) Daniel and Jorge Explain the Universe (Ο Ντάνιελ και ο Χόρχε εξηγούν το σύμπαν) και στη σειρά κινουμένων σχεδίων της δημόσιας αμερικανικής τηλεόρασης (PBS) Elinor Wonders Why (Η Έλινορ αναρωτιέται γιατί).

    Ο Daniel Whiteson είναι καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Ιρβάιν, και εταίρος της Αμερικανικής Ένωσης Φυσικής. Η έρευνά του διεξάγεται στον Μεγάλο Συγκρουστήρα Αδρονίων (Large Hadron Collider), στο CERN, και επικεντρώνεται στην αναζήτηση νέων υποατομικών σωματιδίων. Έχει συνεργαστεί με τον J. Cham στο βιβλίο We have No Idea. (2017. Ελλ. έκδ. Δεν έχουμε ιδέα, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης 2020), στη διαδικτυακή ραδιοφωνική εκπομπή (podcast) Daniel and Jorge Explain the Universe (Ο Ντάνιελ και ο Χόρχε εξηγούν το σύμπαν) και στη σειρά κινουμένων σχεδίων της δημόσιας αμερικανικής τηλεόρασης (PBS) Elinor Wonders Why (Η Έλινορ αναρωτιέται γιατί).

  • ΑΝΑΖΗΤΩΝΤΑΣ ΤΗ ΜΝΗΜΗ -
Η ανάδυση μιας νέας επιστήμης του νου

    ΑΝΑΖΗΤΩΝΤΑΣ ΤΗ ΜΝΗΜΗ -
Η ανάδυση μιας νέας επιστήμης του νου

    ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΡΗΤΗΣ

    ERIC. R. CANDEL

    Μετάφραση: Αζαρίας Καραμανλίδης

    ISBN 978-960-524-265-7

    Διαστάσεις: 17 x 24 cm
    Αριθμός σελίδων: 573

    Τιμή: € 26

    Έτος έκδοσης: 2024

    Η μνήμη συνδέει τα συμβάντα της νοητικής ζωής μας. Είμαστε αυτό που είμαστε, σε μεγάλο βαθμό χάρη σε αυτά που μαθαίνουμε και θυμόμαστε. Ανεξάρτητα από το εάν είναι ευχάριστες ή εφιαλτικές, διαρκείς ή εφήμερες, οι αναμνήσεις αποτελούν ένα είδος νοητικού ταξιδιού στον χρόνο, που μας απελευθερώνει από τους περιορισμούς του χρόνου και του χώρου. Μπορούμε να ανακαλέσουμε στη μνήμη μας εκουσίως την πρώτη μας ερωτική εμπειρία — το περιστατικό, το σκηνικό, τις σκέψεις και τις συγκινήσεις που μας δημιούργησε. Πώς, όμως, δημιουργούνται οι αναμνήσεις στον εγκέφαλο; Μέχρι πριν από λίγες δεκαετίες, ακόμη και η ίδια η ιδέα ότι η μνήμη και άλλες όψεις του ανθρώπινου νου ήταν δυνατόν να ερμηνευτούν μέσω της βιολογικής ανάλυσης και να γίνουν κατανοητές μέσω μοριακών αλληλεπιδράσεων ήταν αδιανόητη. Έκτοτε, η βιολογική μελέτη του νου έγινε όχι μόνο μια βιώσιμη πιθανότητα, αλλά και μια πραγματικότητα.

    Περιγράφοντας την πνευματική ιστορία της αναδυόμενης βιολογίας του νου, ο νομπελίστας Έρικ Καντέλ εξηγεί τους καθοριστικούς σταθμούς της σύγχρονης βιολογίας και ρίχνει φως στο πώς η συμπεριφορική ψυχολογία, η γνωσιακή ψυχολογία, η νευροεπιστήμη και η μοριακή βιολογία συνέκλιναν σε μια ισχυρή νέα επιστήμη του νου. Τώρα οι επιστήμονες είναι σε θέση να δώσουν λογικές ερμηνείες για τις λειτουργίες του νου — από την αντίληψη, τη σκέψη, τη συγκίνηση και τη μνήμη μέχρι τη σχιζοφρένεια, την κατάθλιψη και την απώλεια μνήμης λόγω ηλικίας. Αυτές οι γνώσεις για τον νου ανοίγουν τον δρόμο για πιο αποτελεσματικές θεραπείες.

    Η προσπάθεια του Καντέλ να κατανοήσει τη μνήμη συνδέεται στενά με τη συναρπαστική αυτή πνευματική ιστορία. Αρχίζοντας με τις παιδικές αναμνήσεις των εμπειριών από τη ναζιστική Βιέννη, το βιβλίο καταγράφει την καταπληκτική σταδιοδρομία του συγγραφέα από την αρχική του αγάπη για την ιστορία και την ψυχανάλυση και την εξερεύνηση της νευροβιολογίας, μέχρι τις πρωτοποριακές του έρευνες για τις κυτταρικές και μοριακές διεργασίες της μνήμης που του χάρισαν το Βραβείο Νομπέλ.

    Ένα εύστοχο μίγμα απομνημονευμάτων και ιστορίας, το βιβλίο καταγράφει πώς το πνευματικό ταξίδι ενός λαμπρού επιστήμονα διασταυρώνεται με μία από τις μεγάλες επιστημονικές προσπάθειες του εικοστού αιώνα: την αναζήτηση της βιολογικής βάσης της μνήμης.

    _____________________________________________________________________________________

    Ο Eric R. Kandel είναι Καθηγητής στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Columbia και Επικεφαλής Ερευνητής στο Ινστιτούτο Ιατρικής Howard Hughes. Το 2000 του απονεμήθηκε το Βραβείο Νομπέλ Φυσιολογίας και Ιατρικής για τις μελέτες του σχετικά με τη μάθηση και τη μνήμη. Εκτός από το Αναζητώντας τη μνήμη, που κέρδισε το βραβείο Los Angeles Times Book το 2006, είναι συγγραφέας, μεταξύ άλλων, των βιβλίων Ο διαταραγμένος νους. Ασυνήθιστες εγκεφαλικές λειτουργίες και ανθρώπινη ιδιαιτερότητα (Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2023), The Age of Insight: The Quest to Understand the Unconscious in Art, Mind, and Brain, from Vienna 1900 to the Present, το οποίο κέρδισε το Βραβείο Bruno Kreisky για τη λογοτεχνία, το ανώτερο λογοτεχνικό βραβείο της Αυστρίας, και Reductionism in Art and Brain Science: Bridging the Two Cultures, ένα βιβλίο για την αφηρημένη τέχνη της Σχολής της Νέας Υόρκης. Είναι επίσης μέλος της συγγραφικής ομάδας του βιβλίου Νευροεπιστήμη και συμπεριφορά (Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης 1999).