Είμαι ιδιαίτερα συγκινημένος που λαμβάνω τρεις τιμητικές διακρίσεις την ίδια ημέρα. Λυπούμαι που δεν μπορώ να μιλήσω ελληνικά. Εχω διδαχθεί αρχαία ελληνικά στο σχολείο, τα οποία... ξέχασα εντελώς. Η τιμή που μου γίνεται είναι ιδιαίτερα σημαντική γιατί προέρχεται από το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο. Ο Αριστοτέλης είναι μια μοναδική περίπτωση. Κυριαρχεί στη δυτική σκέψη τα τελευταία 2.000 χρόνια, ενώ βιβλία για τις ιδέες του γράφονται ακόμη.
Οπως γνωρίζετε, το πρόβλημα το οποίο με απασχόλησε και με απασχολεί είναι ο χρόνος. Και η ανάλυση του Αριστοτέλη για τον χρόνο παραμένει η βαθύτερη που έγινε ποτέ. Θα θυμάστε ότι ο Αριστοτέλης εισήγαγε την έννοια του χρόνου ως διάσταση η οποία μετρείται διαφορετικά από τους ανθρώπους και από τη φύση. Εκεί ακριβώς έγκειται το πρόβλημα. Ο Γαλιλαίος και ο Νέυτων περιέγραψαν τους καθολικούς νόμους του Σύμπαντος. Αυτοί οι νόμοι έχουν δύο χαρακτηριστικά: πρώτον, είναι ντετερμινιστικοί, οι αρχικές συνθήκες δηλαδή καθορίζουν το αποτέλεσμα και ο κόσμος που βλέπουμε σήμερα είναι αποτέλεσμα αυτών των αρχικών συνθηκών· και, δεύτερον, το παρελθόν και το παρόν έχουν τον ίδιο ρόλο σ' αυτούς τους νόμους, ο χρόνος δηλαδή μπορεί να αναστραφεί.
Στην κλασική μηχανική προστέθηκαν η Κβαντική Θεωρία και η Θεωρία της Σχετικότητας. Αλλά ο ντετερμινισμός και η αναστρεψιμότητα του χρόνου δεν άλλαξαν ούτε στην Κβαντική Θεωρία ούτε στη Σχετικότητα. Η κλασική επιστήμη γνωρίζει τεράστιες επιτυχίες, στέλνουμε τους αστροναύτες στο Διάστημα και επιστρέφουν σύμφωνα με τους βασικούς νόμους του Νεύτωνος. Για τον λόγο αυτόν, ο πειρασμός να πει κανείς ότι ανακαλύψαμε τους καθολικούς νόμους και τελειώσαμε είναι μεγάλος.
Αυτό που προσπαθούμε να πετύχουμε οι συνεργάτες μου και εγώ είναι η ενοποίηση της κλασικής φυσικής, της φιλοσοφίας και των τεχνολογικών εφαρμογών. Η κλασική μηχανική προήλθε από την παρατήρηση του ουρανού, η οποία, όπως φανερώνουν τοιχογραφίες, ανάγεται στην Παλαιολιθική Εποχή. Αντίθετα η εφαρμοσμένη επιστήμη έχει «γήινη» προέλευση και ανάγεται στα πειράματα θερμομηχανών του 18ου και του 19ου αιώνα. Οσο για τη φιλοσοφία, αυτή είναι μια ελληνική δημιουργία η οποία άρχισε με τους Προσωκρατικούς.
Η αντίληψη ενός ντετερμινιστικού σύμπαντος θα ερχόταν αργά ή γρήγορα σε αντίθεση με τη φιλοσοφία. Πάρτε για παράδειγμα τη βαρύτητα. Κανένας δεν αμφιβάλλει ότι πρόκειται για μια ιδιότητα του Σύμπαντος. Δεν την ανακαλύψαμε εμείς. Υποκείμεθα σ' αυτήν. Αντίθετα για τον χρόνο η στάση μας ήταν διαφορετική. Επικρατούσε η άποψη ότι είχαμε εισαγάγει την έννοια του χρόνου στο Σύμπαν, το οποίο δεν είχε ηλικία. Αυτό ήταν πολύ δύσκολο να το πιστέψει κανείς. Πρόκειται στην ουσία για τη διαφωνία ανάμεσα στον Ηράκλειτο και στον Παρμενίδη. Ο πρώτος δίνει έμφαση στην αλλαγή, ενώ ο δεύτερος στη σταθερότητα.
Μια ματιά στη φιλοσοφία μάς δείχνει ότι είχε πάντοτε αντικείμενο το «είναι» και το «γίγνεσθαι». Αυτός ο δυϊσμός εντοπίζεται και στην άποψη της μοντέρνας αστροφυσικής για την αρχή του κόσμου (θυμηθείτε τον Στίβεν Χόκινς, αλλά και τις ατέρμονες διαφωνίες ανάμεσα στον Μπέρξον και στον Αϊνστάιν). Είναι ενδιαφέρον να παρατηρήσει κανείς ότι όλοι οι μεγάλοι φυσικοί του 20ού αιώνα ασχολήθηκαν με τη φιλοσοφία· ο Μπορ είπε ότι η φιλοσοφία ήταν όλη του η ζωή. Αυτό είναι αποτέλεσμα του ότι η φυσική δίνοντάς μας επιστημονική πληροφορία για τον κόσμο που μας περιβάλλει μας οδηγεί να αναλογισθούμε τη δική μας θέση σ' αυτόν τον κόσμο.
Αν στη φυσική αρνηθούμε τη διαφορά ανάμεσα στο παρελθόν και στο παρόν, αρνούμεθα ταυτοχρόνως την αλληλεπίδραση του ανθρώπου με τη φύση. Αυτό είναι πολύ δύσκολο να το αμφισβητήσει κανείς. Μια βασική έννοια στη ζωή του ανθρώπου είναι η προσδοκία. Προσδοκούμε να βελτιωθούν οι συνθήκες διαβίωσης, προσδοκούμε ακόμη και τον θάνατο. Αλλά η προσδοκία είναι επίσης έννοια μεγάλης σημασίας για όλα τα έμβια όντα από τους μονοκύτταρους οργανισμούς ως τα φυτά που προσδοκούν την άνοιξη και την εποχή της ανθοφορίας. Η προσδοκία, ως διαφορά ανάμεσα στο παρόν και στο παρελθόν, είναι αδύνατον να παραβλεφθεί και η επιστήμη η οποία την αρνείται δεν είναι δυνατόν να γίνει αποδεκτή.
Η μελέτη της θερμοδυναμικής κατέδειξε την παρουσία της προσδοκίας στη φυσική. Παράλληλα με τις αναστρέψιμες υπάρχουν και μη αναστρέψιμες διαδικασίες στις οποίες αυξάνεται η εντροπία με την πάροδο του χρόνου. Αντίστοιχα στο Σύμπαν, η κίνηση των πλανητών περιγράφεται από τους νόμους του Νεύτωνος, αλλά οι μεταβολές ενός οικοσυστήματος δεν μπορούν να είναι ανεξάρτητες από τη ροή του χρόνου. Πρόκειται για υποσύνολα της ίδιας πραγματικότητας για τα οποία ισχύουν διαφορετικοί νόμοι.
Για πολύ καιρό η θερμοδυναμική μελετούσε συστήματα κοντά στην ισορροπία. Εκεί οι διακυμάνσεις μοιάζουν με τις διακυμάνσεις ενός εκκρεμούς που επανέρχεται στη θέση του και παραμένει αμετάβλητο. Μακριά από την ισορροπία όμως οι διακυμάνσεις μπορούν να αλλάξουν το σύστημα εντελώς και να δημιουργήσουν νέες δομές. Με άλλα λόγια, οι αλληλεπιδράσεις οι οποίες καθίστανται δυνατές μακριά από την ισορροπία αποτελούν τη γενεσιουργό αιτία δομών που θα ήταν αδύνατον να εμφανισθούν κοντά στην ισορροπία. Ετσι εισάγεται και η έννοια της πιθανότητας. Από όλες τις δυνατές δομές, κάποιες θα επικρατήσουν. Αυτή η μη αναστρέψιμη διαδοχή δομών έχει εγγενή πιθανοκρατικό χαρακτήρα.
Η παρουσία των δομών μακριά από την ισορροπία με ανάγκασε να υιοθετήσω την κατεύθυνση του χρόνου ως βασική διάσταση στις μελέτες μου. Συνοπτικά μπορούμε να πούμε ότι η κβαντική μηχανική είναι τέλεια για κάποιες περιπτώσεις, ενώ είναι ανεπαρκής για κάποιες άλλες. Το ίδιο ισχύει και για την κλασική μηχανική. Καμία πρόθεση δεν είχα να αμφισβητήσω αυτά τα τεράστια μνημεία της ανθρώπινης σκέψης· και αν είχα τότε αντιληφθεί το μέγεθος της προσπάθειας, ίσως και να είχα αποθαρρυνθεί. Εμοιαζε σαν να προσπαθούσε κανείς να εισέλθει σε ένα φρούριο, και η πορτούλα που μου επέτρεψε να το κάνω αυτό ήταν η κατανόηση ότι όλα τα δυναμικά συστήματα δεν είναι ισοδύναμα. Αυτό το οποίο είχε παρατηρήσει ο Πουανκαρέ πριν από 100 χρόνια, όταν περιέγραφε την ύπαρξη συστημάτων στα οποία μπορούσε κανείς να απαλείψει τις αλληλεπιδράσεις, και σε αντιδιαστολή με αυτά στα οποία κάτι τέτοιο ήταν αδύνατον. Σε αυτά ακριβώς τα συστήματα έχει νόημα η κατεύθυνση του χρόνου.
Τα συστήματα αυτά μπορούν να είναι από πολύ απλά ως πολύ πολύπλοκα και για κάποια από αυτά δεν διαθέτουμε ακόμη τα μαθηματικά που θα επαρκούσαν για να τα περιγράψουμε. Ωστόσο έχουμε ήδη αποτελέσματα που επιτρέπουν την πιθανολογική περιγραφή της δυναμικής των πολύπλοκων συστημάτων. Δημιουργούνται έτσι οι προϋποθέσεις για ανάπτυξη νέων τεχνολογιών, όπως η εφαρμογή της χαοτικής σκέδασης για την τομογραφία του δέρματος που επιτρέπει διάγνωση του καρκίνου και η ανάλυση της καρδιακής λειτουργίας για την πρόβλεψη των αρρυθμιών.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου