στον Αχιλλέα αυταπατώμεθα ότι διαχειριζόμαστε το παρόν, συνειδητοποιούμε ότι διαβιούμε με δανεικά από το μέλλον των παιδιών μας όταν μας

Transcript

1 Σπύρος Ευστ.. Τζαμαρίας Εργαστήριο Φυσικής Σχολή Θετικών Επιστημών και Τεχνολογίας Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο Τι είναι αυτό που το λένε Επιστήμη; Ερωτήσεις για το μέλλον του Homo Sapiens στον Αχιλλέα αυταπατώμεθα ότι διαχειριζόμαστε το παρόν, συνειδητοποιούμε ότι διαβιούμε με δανεικά από το μέλλον των παιδιών μας όταν μας εγκαταλείπουν τραγικά νωρίς

2 ΗΕλληνικήλέξη«Επιστήμη» προέρχεται από το ρήμα επί ισταμαι = έχω συνολική εποπτεία και μεταφορικά γνωρίζω Ηλέξη«Science» προέρχεται (μέσω της παλιάς Γαλλικής γλώσσας) από τη Λατινική λέξη Scientia = γνώση, που με τη σειρά της προέρχεται από την πρώτο ινδοευρωπαική λέξη skei που σημαίνει «κόβω, ξεχωρίζω ή διαχωρίζω». Από τον Μεσαίωνα μέχρι τον Διαφωτισμό Science Scientia (=Επιστήμη) σήμαινε κάθε συστηματική καταγραφή της γνώσης και είχε αποκτήσει την ευρεία έννοια που είχε για τους αρχαίους η «Φιλοσοφία». Στα Ελληνικά, Γαλλικά, Ισπανικά, Πορτογαλικά και Ιταλικά η σύγχρονη αντίστοιχη λέξη κρατάει αυτό το νόημα: π.χ. η επιστήμη της κοινωνιολογίας ή οικονομική επιστήμη ή η θεολογικήεπιστήμηήηεπιστήμητωνμαθηματικώνήηιατρικήεπιστήμη. Σύμφωνα με την Αγγλοσαξονική παράδοση η λέξη Science δηλώνει σχεδόν αποκλειστικά τις Φυσικές Επιστήμες (Natural Science) ενώ κατηγοριοποιεί σε αποκλειστικές κατηγορίες τους άλλους επιστημονικούς κάδους, π.χ. Μαθηματικά, Ιατρική, Τέχνες (Ιστορία, Γραμματεία ), Μηχανική (Engineering) κτλ Στα επόμενα θα περιοριστώ να χρησιμοποιώ τον όρο Επιστήμη με την στενή (αγγλοσαξονική) έννοια του όρου,, δηλαδή την έννοιατωνφυσικών Επιστημών,, αντλώντας την συντριπτική πλειοψηφία των παραδειγμάτων μου από την Φυσική. Προφανώς, δεν υποτιμώ κανένα από τους άλλους Επιστημονικούς Κλάδους

3 Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες); 1. είναι ένα οργανωμένο συστηματοποιημένο έ σύνολο γνώσεων, αναφορικά με τον κόσμο που μας περιβάλει και η διαδικασία ανακάλυψης και συστηματοποίησης τους E. Hubble J. Bardeen, L.N. Cooper, J. Ρ.Schrieffer R. Wilson A. Penzias 2. αφορά στην ανακάλυψη: του παρελθόντος σύμπαντος, του παρόντος σύμπαντος αλλά φ ρ η ψη ρ ς μ ς, ρ ς μ ς και της μέλλουσας εξέλιξης του κόσμου μας

4 Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες); 3. η Επιστήμη είναι χρήσιμη Joseph John Thomson

5 Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες); 3. η Επιστήμη είναι χρήσιμη Molina and Rowland Joseph Farman Alexander Fleming Penicillium CCl 3 F Susan Solomon Rolando Garcia John Bardeen, William B. Shockley, and Walter H. Brattain

6 Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες); 4. φαίνεται να είναι μία αέναη σειρά αλληλοδιαδεχόμενων ερωτήσεων και ανακαλύψεων v R RR v M(R)

7 Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες); 4. φαίνεται να είναι μία αέναη σειρά αλληλοδιαδεχόμενων ερωτήσεων και ανακαλύψεων Τα πάντα, ακόμα και τα κυματικά φαινόμενα, φαίνονταν να περιγράφονται από μία εικόνα του κόσμου, οικοδομημένη πάνω στις μηχανικές κινήσεις των συστατικών της ύλης. Στους «παρατηρητές» του 19 ου αιώνα κυριαρχούσε η αντίληψη ότι το μόνο που απέμενε για τους φυσικούς αφορούσε το «γέμισμα» κάποιων επουσιωδών κενών στο καλά-θεμελιωμένο μ εποικοδόμημα της επιστημονικής γνώσης Lazare Carnot Kelvin Lord W. Thomson W. Gibbs J. P. Joule Δυναμική στερεού σώματος Θερμοδυναμική Ηλεκτρομαγνητισμός Ο Alfred Nobel δεν θα μπορούσε να έχει προβλέψει ότι το ομώνυμο επιστημονικό έπαθλο που θέσπισε θα βράβευε τόσο πολλές εξέχουσες προσφορές στην ανθρώπινη γνώση, οι οποίες άνοιξαν νέους δρόμους στην επιστήμη και διαμόρφωσαν τον σύγχρονο πολιτισμό

8 Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες); 4. φαίνεται να είναι μία αέναη σειρά αλληλοδιαδεχόμενων ερωτήσεων και ανακαλύψεων η απαρχή του 20 ου αιώνα σηματοδοτεί μία νέα εποχή επιστημονικής αντίληψης την αντίληψη της Σύγχρονης Φυσικής The Nobel Prize in Physics 1901: Wilhelm Conrad Röntgen "in recognition of the extraordinary services he has rendered by the discovery of the remarkable rays subsequently named after him" The Nobel Prize in Physics 1902: Hendrik Antoon Lorentz & Pieter Zeeman "in recognition of the extraordinary service they rendered by their researches into the influence of magnetism upon radiation phenomena" The Nobel Prize in Physics 1903: Antoine Henri Becquerel, Pierre Curie and Marie Curie "in recognition of the extraordinary services he has rendered by the discovery of spontaneous radioactivity and their joint researches on the radiation phenomena discovered by Professor Henri Becquerel

9 Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες); 4. φαίνεται να είναι μία αέναη σειρά αλληλοδιαδεχόμενων ερωτήσεων και ανακαλύψεων η απαρχή του 20 ου αιώνα σηματοδοτεί μία νέα εποχή επιστημονικής αντίληψης την αντίληψη της Σύγχρονης Φυσικής The Nobel Prize in Physics 1904: Lord Rayleigh (John William Strutt) "for his investigations of the densities of the most important gases and for his discovery of argon in connection with these studies" The Nobel Prize in Physics 1905: Philipp Eduard Anton von Lenard "for his work on cathode rays" The Nobel Prize in Physics 1906: Joseph John Thomson "in recognition of the great merits of his theoretical and experimental investigations on the conduction of electricity by gases" The Nobel Prize in Chemistry 1907: Albert Abraham Michelson "for his optical precision instruments and the spectroscopic and metrological investigations carried out with their aid" The Nobel Prize in Chemistry 1908: Ernest Rutherford "for his investigations into the disintegration of the elements, and the chemistry of radioactive substances"

10 Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες); 5. είναι μία παγκόσμια και διαχρονική δραστηριότητα της ανθρωπότητας

11 Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες); 5. είναι μία παγκόσμια και διαχρονική δραστηριότητα της ανθρωπότητας Georges Charpak Luis Walter Alvarez Tom Ypsilantis p p for his decisive contributions to elementary particle physics, in particular the discovery of a large number of resonance states, made possible through his development of the technique of using hydrogen bubble chamber and data analysis "for his invention and development of particle detectors, in particular the multiwire proportional chamber"

12 Τι είναι η Επιστήμη (Φυσικές Επιστήμες); 5. είναι μία παγκόσμια και διαχρονική δραστηριότητα της ανθρωπότητας Fermilab: E705, 1985 CERN: ALEPH, 1995 CERN: ATLAS, 2006 η σύγχρονη «κοινωνιολογία» λ ί της παγκοσμιοποιημένης επιστήμης αξίζει να μελετηθεί ως παράδειγμα σχέσεων συμμετοχής σε διαδικασίες που στοχεύουν σε επιτεύγματα καθολικής (και όχι προσωπικής ή ατομικής )αξίας. Εθνική Πειραματική Εγκατάσταση Διεθνής Πειραματική Υποδομή Κοινός Ερευνητικός Στόχος Ατομική Συμβολή Κοινό Ερευνητικό Πρόγραμμα Προσωπική Συμβολή

13 Τα βασικά χαρακτηριστικά της επιστημονικής διαδικασίας E. Rutherford μελετούσε τις ιδιότητες των ατόμων θ απορρίπτει το άτομο Thompson και προτείνει το «πλανητικό» πρότυπο Το ατομικό πρότυπο του Thompson

14 Τα βασικά χαρακτηριστικά της επιστημονικής διαδικασίας Οι Rutherford, Marsden και Geiger παρουσίασαν τα αποτελέσματα τους σε συνέδρια και δημοσίευσαν σε διεθνές επιστημονικό περιοδικό. Άλλοι ερευνητές επανέλαβαν το πείραμα χρησιμοποιώντας και στόχους από άλλα υλικά επαληθεύοντας τα αποτελέσματα. ΔΕ Δt /2 ΔP Δx /2 γιατί τα ηλεκτρόνια δεν πέφτουν στον πυρήνα; «απλοϊκό» κβαντικό πρότυπο του Bohr

15 Τα βασικά χαρακτηριστικά της επιστημονικής διαδικασίας Στηρίζεται σε παρατηρήσεις ή/και μετρήσεις Συμβάλλει στην ανάπτυξη νέας επιστημονικής έρευνας πείραμα UA1 πείραμα Geiger Marsden φ γωνία σκέδασης ατομικό πρότυπο Rutherford Κβαντική Χρωμοδυναμική cos(φ) πίδακας σωματίων

16 Τα βασικά χαρακτηριστικά της επιστημονικής διαδικασίας Στηρίζεται σε παρατηρήσεις ή/και μετρήσεις Γενική Σχετικότητα: Καμπύλωση του Χώρου οο χωρόχρονος καθορίζει στην ύλη πως θα κινηθεί και η ύλη καθορίζει στο χωρόχρονο πως θα καμπυλωθεί, John. A. Wheeler Arthur Eddington και Frank Dyson Νευτώνεια Μηχανική = F = G r 2 E = hf 2 E mc Mm

17 Τα βασικά χαρακτηριστικά της επιστημονικής διαδικασίας Χρησιμοποιεί υποθέσεις και επιχειρήματα που μπορούν να ελεγχθούν Οι υποθέσεις του Rutherford παύουν να ισχύουν για μικρές αποστάσεις d Nicolaus Copernicus Το επιχείρημα της «Παράλλαξης» Π ξ Όταν το παρατηρούμενο αντικείμενο είναι μακριά από τον παρατηρητή τότε η παράλλαξη είναι μικρότερη

18 Το Αποτέλεσμα της Επιστημονικής Διαδικασίας Επιστημονική Θεωρία Λογική Συγκρότηση Ικανότητα Πρόβλεψης Πειραματική Επαλήθευση Μαθηματικά το πείραμα είναι ο μοναδικός κριτής της επιστημονικής αλήθειας Λογική Συγκρότηση αξιώματα (αρχές) κανόνες (μαθηματικά και συμμετρίες) θεωρήματα (φυσικοί νόμοι)

19 Το Αποτέλεσμα της Επιστημονικής Διαδικασίας Επιστημονική Θεωρία Διαδοχικές προσεγγίσεις της φυσικής πραγματικότητας που άγονται από την ακρίβεια της παρατήρησης κλασική φυσική σύγχρονη φυσική ειδική σχετικότητα σχετικιστική κβαντική φυσική κβαντομηχανική γενική σχετικότητα βαρύτητα γενική σχετικότητα Παραβίαση της «παγκοσμιότητας» των αδρανειακών συστημάτων B v F B v v Ειδική Σχετικότητα μετασχηματισμοί Lorentz

20 Εφαρμογή της Επιστήμης Τεχνολογία Δεν υπάρχει «εφαρμοσμένη επιστήμη» το μόνο που υπάρχει είναι η εφαρμογή της επιστήμης Blaise Pascal The Nobel Prize in Physics 2007: Albert Fert and Peter Grünberg "for the discovery of Giant Magnetoresistance" «Το διάγραμμα, που παριστά την εκρηκτική πρόοδο στην συμπύκνωση εγγεγραμμένης πληροφορίας, ίσως δίνει την εντύπωση κάποιας φυσιολογικής εξέλιξης, ως αυτή η εξέλιξη να ακολουθεί κάποιο τετριμμένο νόμο. Στην πραγματικότητα, η συνεχιζόμενη επανάσταση στην τεχνολογία της πληροφορικής αποτελεί πολύπλοκή συνέλιξη μεταξύ των επιτευγμάτων της θεμελιώδους επιστημονικής έρευνας και λεπτών τεχνολογικών ρυθμίσεων. Αυτό ακριβώς αφορά και το βραβείο Nobel του έτους 2007» από την ανακοίνωση της Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών

21 Επιστημονική Δεοντολογία Όλοι είστε ευπρόσδεκτοι, αλλά θα συμπεριφέρεστε ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ Παρακαλούνται οι κ.κ. Πελάτες να εκθέτουν τις ιδέες τους για έλεγχο Ευχαριστούμε Κανόνες Επιστημονικής Συμπεριφοράς 1. Να ενημερώνεσαι για την εργασία και τα αποτελέσματα των άλλων 2. Να εκθέτεις τις ιδέες και τα αποτελέσματα σου στον έλεγχο της επιστημονικής κοινότητας. 3. Να μη παραβλέπεις αλλά να οδηγήσε από τα αντικειμενικά στοιχεία (πειραματικά δεδομένα, παρατηρήσεις) 4. Να επικοινωνείς τις ιδέες σου και τα αποτελέσματα σου με τους συναδέλφους σου 5. Να είσαι δίκαιος με τον εαυτό σου και τους συναδέλφους σου: Να συμπεριφέρεσαι με τιμιότητα

22

23 Australopithecus africanus

24 το γεγονός ότι ο «άνθρωπος σοφός» έχει συνείδηση της ύπαρξής του και έχει συνείδηση ότι μπορεί να επέμβει και να αλλάξει το περιβάλλον προσδίδει στο είδος πρωτοφανείς εξελικτικές δυνατότητες Sketch by Priyan Weerappuli Η αράχνη υφαίνει όπως ο καλύτερος υφαντής και η μέλισσα ντροπιάζει πολλούς αρχιτέκτονες με το χτίσιμο του κελιού της. Ωστόσο, εκείνο που ξεχωρίζει τον χειρότερο αρχιτέκτονα από την καλλίστη των μελισσών είναι το ακόλουθο: ότι ο αρχιτέκτονας υψώνει την κατασκευή του στην φαντασία του πριν την χτίσει στην πραγματικότητα (Carl Marx, Capital, Vol. I, Chap. 7)

25

26 καθ όλη τη διάρκεια της γνωστής ανθρώπινης ιστορίας ο «πολιτισμός» αναπτύσσεται θετικά, παρά τις χρονικά περιορισμένες περιόδους «βαρβαρότητας» εκρήξεις «πολιτισμικής ανάπτυξης» συμπεριλαμβανομένων των κοινωνικών αλλαγών έπονται επιστημονικών επαναστάσεων Ίωνες Φυσικοί Φιλόσοφοι Δημοκρατία Κλασική Ελληνική Αρχαιότητα Αναγέννηση Διαφωτισμός Ανθρώπινα Δικαιώματα Αστική Δημοκρατία Νεωτερικότητα Μηχανική Θερμοδυναμική ΗλεκτροΜαγνητισμός Βιομηχανική Επανάσταση Εργατικά Δικαιώματα Κοινωνικό Κράτος Σύγχρονη Φυσική Βιολογία Ηλεκτρονικά Τεχνολογία ΜεταΝεοτερικότητα Παγκοσμιοποίηση έ ά ά ό ώ ύ έ ά Μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια ανθρώπινης ύπαρξης και μερικές δεκάδες χιλιάδες χρόνια ανθρώπινης ιστορίας δεν αρκούν για να τεκμηριώσουν ότι το είδος μας (πόσο μάλλον ο σύγχρονος πολιτισμός) είναι βιώσιμο.

27 Μία σύγχρονη φωνή από το παρελθόν Στις δημοκρατικές κοινωνίες, οι πλέον σημαντικοί οργανισμοί του ιδιωτικού τομέα έχουν οικονομικό χαρακτήρα. Αντίθετα από τις μυστικές οργανώσεις, έχουν την δυνατότητα να ασκούν «τρομοκρατία» ί χωρίς να παρανομούν, καθώς δεν απειλούν να σκοτώσουν τους εχθρούς τους παρά μόνο να τους καταδικάσουν σε ασιτία Bertrand Russel l (1938) Οι πλέον εμπορικές τεχνολογικές εφαρμογές της εποχής μας εδράζονται σε θεμελιώδη γνώση της πρώιμης και μέσης Νεοτερικότητας! Τα τεχνολογικά εργαλεία (συμπεριλαμβανομένωνλ β έ και των οικονομικών) ) μεγιστοποίησης της παραγωγής πλούτου δεν επαρκούν να θρέψουν την ανθρωπότητα ούτε να εξασφαλίσουν την βιωσιμότητα του είδους μας. Δεν υπάρχει ελπίδα για τον κόσμο, παρά μόνα αν δαμάσει την εξουσία» ρ γ μ, ρ μ μ η ξ και την θέσει στην υπηρεσία, όχι αυτής ή εκείνης της ομάδας τυράννων αλλά όλης της ανθρωπότητας γιατί η επιστήμη επέβαλλε το αναπόφευκτο: είτε ότι όλοι πρέπει να ζήσουν ή ότι όλοι πρέπει να πεθάνουμε Bertrand Russel l (1938)

28 Δος μοι πα στω και τα γαν κινάσω

29 Finale: η άποψή μου Ο Άνθρωπος Σοφός πάτησε μέχρι σήμερα σε πολλά «γιατί», «πως» και «πόσο» Ο σημερινός τεχνολογικός πολιτισμός και η συνακόλουθη ανάπτυξη εδράζεται εν πολλοίς στην Φυσική των πρώτων δεκαετιών του 20 ου αιώνα και στον βιασμό της «περιβαλλοντικής προίκας» μας Ποτέ ο Άνθρωπος δεν ξέρει εκείνο που δεν ξέρει αλλά έχει μάθει να το αναζητά Πιστεύω ότι στις αυριανές φορολογικές δηλώσεις θα συμπεριλαμβάνεται και ο αποκτηθείς πλούτος από την εκμετάλλευση του «πρακτικά αδιανόητου», δηλαδή του πεδίου Higgs,της σκοτεινής ύλης και ενέργειας, της σταθεράς του Plank, του μονό πολου Πόσο μικρός είναι ο Κόσμος ΜΑΣ!