Θεωρία χορδών και αντικειμενικότητα

Transcript

1 Θεωρία χορδών και αντικειμενικότητα Διατμηματικό μεταπτυχιακό πρόγραμμα «Ιστορία και Φιλοσοφία της Επιστήμης και της Τεχνολογίας» του μεταπτυχιακού φοιτητή Μαρκάτου Κωνσταντίνου Α.Μ.: 011/08 Σεμινάριο: «Η αντικειμενικότητα στην επιστήμη» Διδάσκων: Αραμπατζής Θεόδωρος Αθήνα

2 Εισαγωγή- Το σύγχρονο status στη θεωρητική φυσική Στην παρούσα εργασία γίνεται μια προσπάθεια παρουσίασης των σύγχρονων θεωριών για την υφή του κόσμου με επικέντρωση στη θεωρία χορδών. Η παρουσίαση αυτή έχει σκοπό να διερευνήσει την τρέχουσα κατάσταση στη θεωρητική φυσική, τα προβλήματα που αντιμετωπίζονται σε πρακτικό αλλά και γενικότερα σε ένα πιο αφηρημένο επίπεδο. Επιπλέον, απώτερος στόχος είναι η συσχέτιση των σύγχρονων θεωριών με την έννοια της αντικειμενικότητας, δηλαδή το κατά πόσο οι σύγχρονες θεωρίες στηρίζονται σε ισχυρά αντικειμενικά τεκμήρια ή αποτελούν απλώς αφηρημένα θεωρητικά οικοδομήματα (1). Από την εποχή του Newton η φυσική βάσισε την εξέλιξη της στις μεγάλες της ενοποιήσεις. Ο ίδιος ο Newton, με το νόμο της παγκόσμιας έλξης, έδειξε ότι οι δυνάμεις που έλκουν τα αντικείμενα να πέσουν στη Γη και αυτές που καθορίζουν την κίνηση των πλανητών και των άστρων είναι της ίδιας υφής και συνιστούν τη βαρυτική αλληλεπίδραση(2). Στη συνέχεια, το 19 ο αιώνα, ο Maxwell διατύπωσε τις εξισώσεις που συνδέουν τις ηλεκτρικές και μαγνητικές δυνάμεις και έδειξε ότι αυτές αποτελούν διαφορετικές όψεις του ίδιου νομίσματός που έγινε γνωστό ως ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση(2). Στις αρχές του 20 ου αιώνα, ο Einstein με τη θεωρία της σχετικότητας, έδειξε ότι ο χώρος και ο χρόνος είναι σχετικά μεταξύ τους και οδήγησε στην ενοποίηση τους στην έννοια του χωροχρόνου, ενώ ταυτόχρονα με την απόδειξη της σχέσης ύλης και ενέργειας προήγαγε τις δύο έννοιες σε αυτή της υλοενέργειας (2) Ταυτόχρονα, από την εποχή του Planck έως το Dirac και το Heisenberg σταδιακά αναπτύχθηκε η κβαντική μηχανική η προσέγγιση του μικρόκοσμου που αντιμετωπίζει τα σωματίδια ως οντότητες που έχουν και υλικά αλλά και κυματικά χαρακτηριστικά ενοποιώντας τα σε υλικά κύματα (5). 2

3 Στη σύγχρονη εποχή και μετά το 1950 ανακαλύφθηκαν τα σωματίδια- φορείς τον ισχυρών και ασθενών αλληλεπιδράσεων στο υποατομικό επίπεδο και στις αρχές της δεκαετίας του 1980 διατυπώθηκε η θεωρία της ηλεκτρασθενούς αλληλεπίδρασης από τους Weinberg, Salam και Glashow, η οποία σε υψηλές ενέργειες ενοποιεί τις ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις και τις ασθενείς πυρηνικές (2). Παρατηρούμε λοιπόν ότι η πρόοδος στη φυσική επέρχεται από τις μεγάλες επαναστατικές θεωρίες που αλλάζουν την άποψη μας για τον κόσμο και οδηγούν στην ενοποίηση των εννοιών. Το όραμα συνεπώς των φυσικών της σύγχρονης γενιάς, όπως και κάθε εποχής άλλωστε με αρχή τον Einstein και την αποτυχημένη προσπάθεια του ενοποιημένου πεδίου, συνίσταται στη διατύπωση μιας ενοποιημένης θεωρίας των πάντων (1,2,6). Στη συνέχεια αυτού του κειμένου θα γίνει αναφορά στις σύγχρονες προσπάθειες ενοποίησης, και κυρίως στη θεωρία χορδών που περισσότερο από όλες διεκδικεί τον τίτλο της τελικής φυσικής θεωρίας, και θα γίνει μια προσπάθεια συσχέτισης με την αντικειμενικότητα στην επιστήμη και τα μεθοδολογικά και επιστημονικά προβλήματα που αντιμετωπίζουν αυτές οι θεωρίες. 3

4 Σύντομη περιγραφή της θεωρίας χορδών και των εννοιών της Η ιστορία της σύγχρονης θεωρίας χορδών αρχίζει το 1968 όταν ο Gabriele Veneziano παρατήρησε ότι η ισχυρά πυρηνική αλληλεπίδραση μπορούσε να περιγραφεί από τη β-συνάρτηση του Euler. Σύντομα ακολούθησαν εργασίες από τους Susskind, Nielsen και Nambu που ισχυρίζονταν ότι αν θεωρηθεί ότι τα σωματίδια συνδέονται με μια μικρή μονοδιάστατη και ελαστική χορδή, τότε η περιγραφή της αλληλεπίδρασης μπορούσε να γίνει με τον τύπο του Euler (1,2). Έτσι γεννήθηκε η ιδέα της θεωρίας χορδών η οποία όμως δεν αντιμετωπίστηκε αρχικά με το δέοντα ενθουσιασμό από τους φυσικούς της εποχής, κυρίως γιατί τότε κυριαρχούσε η κβαντική χρωμοδυναμική μια παραδοσιακότερη προσέγγιση που φαινόταν μέχρι τότε να ικανοποιεί όλα τα πειραματικά ευρήματα (1). Ταυτόχρονα όμως στη δεκαετία του 1970 οι εργασίες των Schwarz και Sherk τοποθέτησαν αλλιώς το ζήτημα. Ισχυρίστηκαν ότι οι χορδές δεν είναι μια μέθοδος προσέγγισης της ισχυρής πυρηνικής αλληλεπίδρασης, αλλά της βαρυτικής με τη χορδή να μετατρέπεται σε θεμέλιο για την περιγραφή μιας συνεπούς κβαντικής θεωρίας για τη βαρύτητα (1,2). Και πάλι όμως η νέα προσέγγιση αγνοήθηκε για αρκετά χρόνια λόγω της κυριαρχίας μια άλλης θεωρίας, της υπερβαρύτητας. Αυτή πρέσβευε την αποφυγή των απειρισμών που προκύπτουν στη γενική θεωρία της σχετικότητας αν θεωρήσουμε χώρο με περισσότερες από τρεις διαστάσεις. Μέχρι όμως το 1984 η υπερβαρύτητα είχε οδηγήσει σε ένα δαιδαλώδες σύστημα με το οποίο ήταν αδύνατο να γίνουν προβλέψεις, κυρίως λόγω των δυσκολιών υπολογισμού που προκύπτουν. Έτσι εκείνη τη χρονιά παρατηρείται μια μαζική στροφή των θεωρητικών φυσικών προς τη θεωρία χορδών με τις εργασίες πάνω σε αυτό το θέμα να διαδέχονται η μια την άλλη. Έτσι ολοκληρώθηκε αυτή που φέρει το όνομα Πρώτη Επανάσταση των Χορδών (1,2,6). 4

5 Σε αυτή την προσέγγιση της φυσικής τα σωματίδια αποτελούνται από πολύ μικρές και λεπτές χορδές που είτε είναι κλειστές σαν βρόγχοι είτε είναι ανοιχτές με πέρατα. Αυτές οι οντότητες έχουν την ιδιότητα της δόνησης (vibration). Ανάλογα με τον τρόπο και τον τύπο της δόνησης παράγονται και διαφορετικά σωματίδια από την ίδια φυσική οντότητα. Μια από τις συνέπειες αυτής της θεωρίας είναι ότι για την περιγραφή της κίνησης και της εν γένει συμπεριφοράς μιας χορδής απαιτείται η θεώρηση χώρου με μεγάλο αριθμό διαστάσεων (σίγουρα μεγαλύτερο από τις τρεις διαστάσεις που παρατηρούμε) που ποικίλει ανάλογα με τα ειδικά χαρακτηριστικά που μπορεί να πάρει κάθε θεωρία (1,2). Επιπλέον, στις περισσότερες θεωρίες, η κίνηση των σωματιδίων και οι θεμελιώδεις δυνάμεις είναι δύο ξεχωριστά πράγματα. Ο νόμος της κίνησης δηλώνει πώς κινείται ένα σωματίδιο απουσία εξωτερικών δυνάμεων. Από λογική άποψη, δεν υπάρχει καμιά σχέση μεταξύ αυτού του νόμου και των νόμων που διέπουν τις δυνάμεις (1,2). Στη θεωρία χορδών η κατάσταση είναι πολύ διαφορετική. Ο νόμος της κίνησης υπαγορεύει τους νόμους των δυνάμεων. Αυτό συμβαίνει γιατί όλες οι δυνάμεις στη θεωρία χορδών έχουν την ίδια απλή προέλευση, δηλαδή προέρχονται από το σπάσιμο και την ένωση των χορδών. Από τη στιγμή που περιγράφουμε πώς κινούνται ελεύθερα οι χορδές, το μόνο που χρειάζεται να κάνουμε για την προσθήκη των δυνάμεων στο τοπίο είναι να προσθέσουμε την πιθανότητα να σπάσει μια χορδή σε δύο. Με την αντιστροφή της διαδικασίας στο χρόνο, μπορούμε να ενώσουμε ξανά δύο χορδές σε μια μοναδική. Ο νόμος για το σπάσιμο και την ένωση των χορδών αποδεικνύεται ισχυρά θεμελιωμένος, ώστε να είναι συνεπής με τη γενική σχετικότητα και την κβαντική μηχανική. Εάν θεωρούσαμε τα σωματίδια ως σημεία, θα ήταν αδύνατη η ενοποίηση της δύναμης και της κίνησης (1). Η συγκεκριμένη ενοποίηση δυνάμεων και κίνησης έχει μια απλή συνέπεια. Σε μια σωματιδιακή θεωρία, προστίθενται ελεύθερα όλα τα είδη δυνάμεων, και δεν τίθεται φραγμός στην περίσσεια σταθερών που περιγράφουν τη συμπεριφορά κάθε 5

6 δύναμης. Στη θεωρία χορδών, αντίθετα, επιτρέπονται μόνο δύο θεμελιώδεις σταθερές: η τάση χορδής περιγράφει την ποσότητα ενέργειας που περιέχεται ανά μονάδα μήκους της χορδής και η σταθερά σύζευξης χορδών είναι ένας αριθμός που δηλώνει την πιθανότητα να σπάσει μια χορδή σε δύο χορδές, οδηγώντας έτσι στη δημιουργία μιας δύναμης (1). Οι παραπάνω βασικές αρχές της νέας θεωρίας είχαν- μετά από προσεκτική επεξεργασία- μια σειρά από εντυπωσιακά συμπεράσματα: Α) Η θεωρία χορδών ενοποίησε αυτομάτως όλα τα στοιχειώδη σωματίδια, ενοποιώντας παράλληλα και τις δυνάμεις μεταξύ τους. Όλα προέρχονται από ταλαντώσεις ενός θεμελιώδους είδους αντικειμένου. Β) Η θεωρία χορδών έδωσε αυτομάτως πεδία βάθμισης, τα οποία ευθύνονται για τον ηλεκτρομαγνητισμό και τις πυρηνικές δυνάμεις. Αυτές οι δυνάμεις αναδύονται με φυσικό τρόπο από τις ταλαντώσεις των ανοιχτών χορδών. Γ) Η θεωρία χορδών έδωσε αυτομάτως τα βαρυτόνια (τα σωματίδια φορείς της βαρυτικής αλλήλεπίδρασης), τα οποία προέρχονται από ταλαντώσεις κλειστών χορδών, ενώ κάθε κβαντική θεωρία χορδών θα πρέπει να περιλαμβάνει κλειστές χορδές. Ως εκ τούτου, λαμβάνουμε αυτόματα και αβίαστα την ενοποίηση της βαρύτητας με τις υπόλοιπες δυνάμεις. Δ) Μια υπερσυμμετρική θεωρία χορδών ενοποίησε τα μποζόνια (που δεν υπάγονται στη απαγορευτική αρχή του Pauli) και τα φερμιόνια (που υπάγονται στην απαγορευτική αρχή). Και τα δύο αποτελούν απλές ταλαντώσεις των χορδών, ενοποιώντας με τον τρόπο αυτό όλες τις δυνάμεις με όλα τα σωματίδια (1). Ως επιστέγασμα όλων αυτών, η θεωρία χορδών πέτυχε, δίχως κόπο, τη φυσική ενοποίηση των νόμων της κίνησης με τους νόμους που διέπουν τις δυνάμεις και μάλιστα με τρόπο κομψό, καλαίσθητο και οικονομικό σε αντίθεση με τις ανταγωνιστικές θεωρίες που ήταν αρκετά περίπλοκες, όπως η υπερβαρύτητα ή το Καθιερωμένο Πρότυπο (1). 6

7 Όμως στα χρόνια που ακολούθησαν το 1984 αναπτύχθηκαν από πολλούς ερευνητές πολλές διαφορετικές εκφάνσεις της θεωρίας χορδών, τόσες που 10 χρόνια αργότερα οι υπάρχουσες θεωρίες απαιτούσαν οι ίδιες ενοποίηση(!) Εμφανίστηκε μια πληθώρα εκδοχών που για την αντιμετώπιση τους απαιτήθηκε η επιπλέον υπόθεση της ύπαρξης δισδιάστατων η n-διαστατών οντοτήτων που ονομάστηκαν βράνες (εκ του μεμβράνες), στις όποίες καταλήγουν τα άκρα των ανοιχτών χορδών και αλλάζουν την προσέγγιση της αλληλεπίδρασης. Έτσι προέκυψαν νέα πρότυπα και νέες θεωρίες στα πλαίσια των θεωριών χορδών, με κυρίαρχη τη θεωρία Μ που περιλαμβάνει δέκα (10) χωρικές διαστάσεις και μια χρονική και απέχει αρκετά από την αντικειμενική εμπειρία του μέσου ανθρώπου, αλλά και από αυτή των ερευνητών. Αυτή αποτέλεσε τη Δεύτερη Επανάσταση των Χορδών (1,2). Από τα παραπάνω φαίνεται ιστορικά η ανάπτυξη ενός θεωρητικού πλαισίου για τη φυσική, από την επινόηση του, τα στάδια ανάπτυξης του, τις δυσκολίες και τις προκλήσεις που αντιμετώπισε, τον τρόπο που κέρδισε την επιστημονική κοινότητα, τα προβλήματα στα οποία έδωσε απάντηση, αυτά που δεν κατάφερε να απαντήσει (τουλάχιστον μέχρι αυτή τη στιγμή) και τις κρίσιμες καμπές της. Μπορούμε δηλαδή να εντάξουμε την πορεία της θεωρίας σε ένα συγκεκριμένο στάδιο επιστημονικής εξέλιξης και προόδου συμβατό με τα παραδείγματα κατά Kuhn και όλες τις σχετικές συνέπειες που κάτι τέτοιο συνεπάγεται (1,7,11). 7

8 Ο αντίλογος στη θεωρία χορδών η έλλειψη επιστημονικών αποδείξεων Πολλοί ερευνητές σήμερα κάνουν λόγο και για εκφύλιση του προγράμματος των χορδών με αρκετά ισχυρά επιχειρήματα και για την παρακμή του που διαφαίνεται στον ορίζοντα (1). Ένα πάντως από τα σίγουρα προβλήματα του προγράμματος αυτού είναι η έλλειψη πειραματικής και εμπειρικής τεκμηρίωσης. Οι βασικές του υποθέσεις παραμένουν σε πολλές περιπτώσεις ανεπιβεβαίωτες και μάλιστα με τρόπο που κάποια επιβεβαίωση δε διαφαίνεται άμεσα στον ορίζοντα από τους περισσότερους ερευνητές (1,6). Στη συνέχεια θα αναφερθούν τα βασικά από αυτά τα ζητήματα που αντιμετωπίζει η θεωρία και οι θιασώτες της καθώς και τη σχετική συζήτηση που αναπτύσσεται εξ αυτών. Ένα από τα βασικότερα, κρίσιμα σημεία που αντιμετωπίζει η θεωρία χορδών είναι η αξιωματική σχεδόν απαίτηση της για χώρο με περισσότερες από τρεις διαστάσεις. Αυτό συμβαίνει γιατί η μαθηματική περιγραφή τέτοιων αντικειμένων περιλαμβάνει περισσότερους βαθμούς ελευθερίας και άμεση συνέπεια αυτού του γεγονότος είναι η αξιωματική εισαγωγή ενός χώρου με αρκετά μεγαλύτερο αριθμό διαστάσεων που ποικίλει ανάλογα με τις ειδικές μορφές που μπορεί να πάρει η θεωρία σε κάθε περίπτωση μελέτης (1,6). Είναι παραπάνω από σαφές ότι μια τέτοια θεώρηση του χώρου έρχεται σε άμεση αντίθεση με κάθε είδος εμπειρίας και αντικειμενικής θεώρησης του χώρου που θεωρεί όχι μόνο ο κάθε ερευνητής αλλά και ο κάθε άνθρωπος. Ο μόνος τρόπος για να θεωρηθεί και να περιγραφεί ο χώρος με περισσότερες από τρεις διαστάσεις είναι καθαρά θεωρητικό ζήτημα μέσω αρκετά αφηρημένων μαθηματικών εννοιών (1,6). Στην κριτική αυτή οι θεωρητικοί των χορδών αντιτείνουν ότι στον παρατηρούμενο κόσμο οι υπόλοιπες διαστάσεις του χώρου πέρα από αυτές που γνωρίζει κανείς από την εμπειρία κατά μια έννοια «συμπυκνώνονται» σε πολύ μεγάλο βαθμό και έτσι όχι μόνο δεν είναι δυνατό να παρατηρηθούν, αλλά επιπλέον δε 8

9 φαίνεται να έχουν επίδραση στο δικό μας επίπεδο της πραγματικότητας, συνεπώς δε φαίνεται να αλληλεπιδρούν με άλλα φαινόμενα παρατηρήσιμα και άρα αντικειμενικά (1,2,6). Όμως αυτός ο ισχυρισμός μπορεί να εκληφθεί και έχει χαρακτηριστικά ad hoc τροποποίησης, δηλαδή είναι μια εκ των υστέρων υπόθεση που θέλει όχι να ισχυροποίηση τη θέση της αρχικής υπόθεσης αλλά να την βοηθήσει να αποφύγει τον εμπειρικό έλεγχο, όπως δηλώνει η προσέγγιση του Karl Popper (4,9). Κάτι τέτοιο καθιστά τη θεωρία απρόσβλητη από τον έλεγχο, αλλά της αφαιρεί το νόημα και μετά αυτή έχει ελάχιστα πράγματα να προσφέρει στη γνώση μας για τον κόσμο. Επιπλέον κατά τον Kuhn σπάνια είναι αρκετό ένα μόνο πρόβλημα στην αντικειμενικότητα και την εμπειρική σχέση ενός παραδείγματος ώστε αυτό να απορριφθεί από την επιστημονική κοινότητα (7,11). Αν πολλοί ειδικοί πιστεύουν σε μια θεωρία θα καταφύγουν σε ακραία μέτρα για να τη διασώσουν (1,7,11). Αυτό έχει να κάνει και με τα κριτήρια επιλογής του Kuhn για μια επικρατούσα επιστημονική θεωρία που είναι σε μεγάλο βαθμό αυθαίρετα αν δεν υπόκεινται σε έναν αντικειμενικό έλεγχο για να υπάρχει ένα κριτήριο σύγκλισης μεταξύ των ειδικών του τομέα (1,11). Από την άλλη μεριά η έλλειψη στοιχείων και η υπεκφυγή του αντικειμενικού ελέγχου μπορεί να εκληφθεί από άλλους φιλοσόφους, όπως ο Porter, ότι αφενός συγκλονίζει την εμπιστοσύνη του κοινού προς τη θεωρία και προς την κοινότητα των εξειδικευμένων φυσικών και μαθηματικών των χορδών, χωρίς όμως αυτό να αποκλείει στο μέλλον η θεωρία να ξεπεράσει αυτά τα προβλήματα και να κάνει αντικειμενικά παρατηρήσιμες προβλέψεις με επιτυχία (8,9). Ένα άλλο πρόβλημα της θεωρίας χορδών είναι η δυσκολία της να περιγράψει πειραματικά μετρήσιμες ποσότητες και φαινόμενα. Αυτό εξ ορισμού μειώνει την αξιοπιστία της θεωρίας από τη σκοπιά των πειραματικών επιστημών και εισάγει μια υπόνοια διανοητικής «ανεντιμότητας» στα μάτια του κοινού απέναντι στην κοινότητα της θεωρίας χορδών (9). Βέβαια κάτι τέτοιο μπορεί να συνιστά μια απομάκρυνση της φυσικής από το κλασσικό καθιερωμένο πρότυπο της φυσικής 9

10 που αναζητά ποσοτικές προσεγγίσεις στα φαινόμενα προς διασφάλιση της εγκυρότητας μιας θεωρίας (3,9,12). Από την πλευρά μιας πιο φιλελεύθερης ερμηνείας κατά τον Feyerabend όμως, κάτι τέτοιο θα μπορούσε να ερμηνευτεί ως μια ισχυρή αλλαγή στη μεθοδολογία στις φυσικές επιστήμες με τον υποσκελισμό των μετρήσιμων μεγεθών (1,3). Τέλος σημαντικό είναι και το φαινόμενο που παρατηρείται τα τελευταία χρόνια- και λαμβάνει κοινωνιολογικές διαστάσεις- οι ειδικοί των χορδών να σχηματίζουν μια κλειστή και ισχυρή ομάδα στα πλαίσια της επιστημονικής κοινότητας και να παρεμποδίζουν τη διατύπωση κριτικής και αντίθετων απόψεων (1,9). Αυτό εν μέρει οφείλεται στην ειδική γνώση των μαθηματικών που απαιτείται από τον ειδικό των χορδών και δεν είναι εύκολα προσπελάσιμη από το μέσο φυσικό επιστήμονα ή και το ευρύ κοινό. Οι εξειδικευμένοι επιστήμονες, λόγω της ισχυροποίησης του αντικειμένου τους, έχουν περισσότερες πιθανότητες για μια ακαδημαϊκή καριέρα με σημαντικές οικονομικές απολαβές- σε Ευρώπη και Αμερική- από τους ειδικούς άλλων τομέων της φυσικής. Επιπλέον λόγω της προαγωγής του αντικειμένου τουςεσκεμμένα ή όχι- παρουσιάζουν μια τάση υποσκέλισης των εναλλακτικών θεωρήσεων και κατά μια έννοια «καταπνίγουν» τις αντίθετες φωνές. Αυτό οφείλεται εν μέρει στα χαρακτηριστικά κοινότητας που έχουν αποκτήσει με τους δικούς του εσωτερικούς κανόνες και κώδικες κατά Porter (1,9). Επιπλέον έχει άμεση σχέση με την επικράτηση ενός παραδείγματος κατά Kuhn στην επιστήμη με όλα τα κοινωνιολογικά και πολιτισμικά χαρακτηριστικά που συνεπάγεται κάτι τέτοιο. Αυτό είναι σημείο που στηρίζει τη θέση ότι η θεωρία χορδών δεν είναι πια εναλλακτική θεωρία στην επιστήμη αλλά το επικρατέστερο παράδειγμα της φυσικής 7,10,11). Ένα άλλο σημείο προστριβής σχετικά με τη θεωρία χορδών αφορά τα ερμηνευτικά προβλήματα που παρατηρούνται για της οντότητες και τα χαρακτηριστικά τους. Είναι σαφής η δυσκολία της ερμηνείας των πολύπλοκων μαθηματικών της θεωρίας καθώς και της κατανόησης την οντοτήτων- όπως οι χορδές και 10

11 οι βράνες- και πολύ περισσότερο των χαρακτηριστικών και των ιδιοτήτων τους. Στη θεωρία χορδών αν μια από αυτές είναι ανοικτή ή κλειστή καθώς και μικρές τροποποιήσεις στον κυματισμό της μπορεί να παράγουν εντελώς διαφορετικά σωματίδια με εντελώς διαφορετικά χαρακτηριστικά. Αυτή η μεγάλη απομάκρυνση από την παραδοσιακή ερμηνεία δημιουργεί σημαντικά προβλήματα ερμηνευτικής και κατανόησης των ειδικών συμπερασμάτων της θεωρίας ακόμα και από εξειδικευμένους ερευνητές του τομέα. Έτσι σύμφωνα με το Rorty (10) απομακρύνεται η δυνατότητας αντικειμενικής περιγραφής του κόσμου και των φαινομένων λόγω αδυναμίας κατανόησης εκ μέρους των προσώπων αυτών των θέσεων που στηρίζονται από τη θεωρία και ταυτόχρονα εισέρχεται μεγάλη δυσχέρεια στην αντικειμενική περιγραφή τους. Άμεση συνέπεια αυτού του στοιχείου είναι μια υποκειμενική προσέγγιση του κόσμού με μεγάλη ποικιλία κάτι που σαν αποτέλεσμα δημιουργεί σημαντικά επιστημολογικά και μεταφυσικά ερωτήματα και αμφισβητεί όχι μόνο την αξιοπιστία αλλά και τη χρησιμότητα της θεωρίας σε μια πιο εργαλιοκρατική προσέγγιση (2,6,12). 11

12 Γιατί η θεωρία χορδών είναι πιο δημοφιλής από άλλες θεωρίες Στο προηγούμενο κεφάλαιο περιγράφηκαν τα βασικά σημεία κριτικής τόσο σε επιστημονικό επίπεδο αλλά και σε επιστημολογικό και φιλοσοφικό επίπεδο της θεωρίας χορδών. Άμεσα λοιπόν προκύπτει το ερώτημα γιατί μια επιστημονική θεωρία που απέχει τόσο πολύ από την επιστημονική παραδοσιακή μέθοδο και δύσκολά συμβιβάζεται με την αντικειμενική περιγραφή του κόσμου παραμένει τόσο πολύ δημοφιλής και ισχυρή στη συνείδηση της επιστημονικής κοινότητας (8,9,11). Ο πρώτος λόγος που έκανε τόσο ελκυστική αυτήν την προσέγγιση για τη φύση είναι η μαθηματική της οικονομία και η καλαισθησία της (1,2,10,11,13). Στα πλαίσια αυτής της θεωρίας, μόνο με μια εναλλακτική υπόθεση, την αντικατάσταση σωματιδίων από χορδές ενοποιούνται όλες οι φυσικές θεωρίες και καθίσταται αυτή ιδιαίτερα ελκυστική ως σύλληψη από τους ερευνητές λόγω της απλότητας της. Αυτό είναι στοιχείο που ανέκαθεν ασκούσε μια ιδιαίτερη έλξη προς την επιστημονική κοινότητα, όπως επισημαίνουν οι Daston και Gallison αλλά και ο Kuhn, σε τέτοιο βαθμό μάλιστα ώστε να παρακάμπτονται πολλές αντικειμενικές δυσκολίες που παρατηρούνται και να ατονούν οι περισσότερες κριτικές (8,11). Μάλιστα από τότε που ο Einstein στήριξε τόσο ισχυρά τις θεωρίες ενοποίησης, με τις διαρκείς προσπάθειες του προς αυτήν την κατεύθυνση, έγινε αυτή η τάση σχεδόν συνείδηση σε όλες τις επόμενες γενιές φυσικών. Στην ουσία δηλαδή ο Einstein εισήγαγε μια τάση προς μια κατεύθυνση στη θεωρητική φυσική που σταδιακά έγινε σημαντική παράμετρος του ευρύτερου παραδείγματος της σύγχρονης φυσικής όπως προβλέπει και η φιλοσοφική θεώρηση του Kuhn (1,11). Το ίδιο ζήτημα από την πλευρά του Kitcher (12) αφορά το αίτημα για πίστη σε μια αντικειμενική πραγματικότητα που μπορεί να γίνει κατανοητή και να περιγραφεί με μικρό αριθμό υποθέσεων και ένα μοντέλο απτό ως προς τη σύλληψη του. Η θεωρία χορδών έχει γίνει σταδιακά, αν και βασίζεται σε μικρό 12

13 αριθμό υποθέσεων, ένα σύνολο θεωριών με μεγάλο αριθμό παραλλαγών στο ίδιο βασικό πλαίσιο (1). Θεωρείται σήμερα ότι μια από αυτές τις θεωρίες μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε βάθος χρόνου για να περιγράψει τη δική μας αντικειμενική πραγματικότητα. Βασιζόμενοι σε αυτή τη θέση, οι ερευνητές και οι θεωρητικοί φυσικοί ποτέ ίσως δεν ένοιωσαν τόσο απελευθερωμένοι από τα δεσμά της αντικειμενικής πραγματικότητας να τους δίδεται η δυνατότητα να διατυπώσουν υποθέσεις, να εργαστούν πάνω σε αυτές και να παράγουν λογικά και τεχνικά οικοδομήματα και μάλιστα χωρίς να μπορεί να τους διαψεύσει κανένα πείραμα υπονομεύοντας τη μέθοδο τους και τα συμπεράσματά τους. Είναι μια από της σπάνιες ευκαιρίες στην ιστορία της φυσικής που μπορούν να οικοδομηθούν ακαδημαϊκές σταδιοδρομίες στη θεωρητική φυσική με ελάχιστη εξάρτηση από τα εμπειρικά δεδομένα και σε ένα κλίμα υψηλής δημοκρατικότητας (1,2,12). Έτσι διαφαίνεται η επίδραση της κοινότητας στην ανάπτυξη της επιστήμης στη σύγχρονη εποχή. Μια θεωρία που θα καταφέρει να κυριαρχήσει έστω και προσωρινά στις συνειδήσεις των ερευνητών αποκτά τόσο σημασία που καθιστά τις μεμονωμένες σταδιοδρομίες των ερευνητές «πνευματικούς ομήρους» της. Η κοινότητα οργανώνει τις ιδέες της, τα επιστημονικά της προγράμματα και γενικότερα την εσωτερική της ιεραρχία και κώδικες επικοινωνίες με βάση το κυρίαρχο παράδειγμα και δεν το εγκαταλείπει ακόμα και αν αυτό εκφυλιστεί βραχυπρόθεσμα (9). Σε αυτήν την περίπτωση η κοινότητα αποκτά έναν αντιδραστικό χαρακτήρα παρακάμπτοντας τους παραδοσιακούς κανόνες αντικειμενικότητας, και τη αρχή της συμφωνίας με τα εμπειρικά δεδομένα, με σκοπό να διατηρήσει την εσωτερική της δομή και τους δικούς της κώδικες εμπειρίας και συμπεριφοράς των μελών της κατά τον Kuhn (1,7,11) και σύμφωνα με την κοινωνιολογική ανάλυση του Porter σχετικά με τους τρόπους λειτουργίας αυτών των ομάδων (9). Βλέπουμε δηλαδή ότι τα στοιχεία εκείνα που καθορίζουν τις προτιμήσεις τον ερευνητών ως προς την επικρατούσα θεωρία τις περισσότερες φορές καθορίζονται όχι μόνο από τη 13

14 αντικειμενική της βάση, αλλά από έναν ευρύτερο αριθμό παραγόντων με σημαντικότατη την επίδραση των κοινωνικών συνθηκών, τις επίδρασης της αυθεντίας και το κυρίαρχο παράδειγμα της επιστήμης της εποχής. Αυτό το φαινόμενο παρατηρείται συνεχώς και σε διάφορες ιστορικές περιόδους και φάσεις ανάπτυξης της επιστήμης και ισχυροποιεί τη θέση ότι η επιστήμη είναι πολιτισμικό φαινόμενο και προϊόν και δε σχετίζεται με έναν αυστηρό μεθοδολογικό πρότυπο και ερευνητικό αλγόριθμο (9,11,12, 14,15). 14

15 Αντί Επιλόγου- Συμπέρασμα Τελικά με βάση τις παραπάνω διαπιστώσεις, μπορεί να πει κανείς ότι η θεωρία χορδών ακολουθεί τον κύκλο ζωής όλων των επιστημονικών θεωριών. Αρχίζοντας ως μια απλή υπόθεση έδιδε την υπόσχεση της λύσης όλων των βασικών προβλημάτων στη φυσική μέσω της διαδικασίας ενοποίησης και της περιγραφής όλων των φαινομένων. Είναι μια μεγάλη συνεισφορά στην επιστημονική έρευνα και αποτελεί έναν τρόπο προσέγγισης αρκετά διαφωτιστικό για την περιγραφή διαφόρων φαινομένων (1,2,6). Από την άλλη πλευρά παρουσιάζει ένα πλήθος προβλημάτων σχετικά με την υποστήριξη της από τα αντικειμενικά επιστημονικά ευρήματα, κάτι που αν δεν αντιμετωπιστεί θα έχει ως φυσική συνέπεια την εκφύλιση και την παρακμή του προγράμματος (1,7). Σημαντική είναι η παρατήρηση ότι η επιστημονική κοινότητα αποδέχεται, για λογούς υποκειμενικούς αλλά και κοινωνικούς, τα μειονεκτήματα της και δίνει στη θεωρία την ευκαιρία της ανάπτυξης παρά τα προβλήματα της με την αντικειμενικότητα. Αυτό δείχνει ότι η θεωρία, παρά της δεκαετίες της ανάπτυξης της, βρίσκεται ακόμα σε πρώιμο στάδιο και τίθεται το ερώτημα κατά πόσο μπορεί να είναι βιώσιμη κάμπτοντας τον επιστημονικό σκεπτικισμό (1,9,11). Τέλος έχουν ιδιαίτερο φιλοσοφικό ενδιαφέρον τα συμπεράσματα και οι συλλήψεις της θεωρίας σχετικά με το πλήθος των δυνατών σεναρίων για τη συμπεριφορά της φύσης. Τίθενται οντολογικού και μεταφυσικού τύπου ερωτήματα σχετικά με τη φύση των επιπλέον διαστάσεων του χώρου και το φυσικό τους νόημα, καθώς και το ζήτημα της αντικειμενικής και μεταφυσικής τους υπόστασης (2). Όλα αυτά τα ζητήματα είναι που διατηρούν το ενδιαφέρον της θεωρίας και στη συνέχεια αναμένεται η επίδραση της θεωρίας στην επιστημονική μέθοδο, στην εμπειρική βάση της σύγχρονης επιστήμης και των φιλοσοφικών και επιστημολογικών νέων εξελίξεων και αλλαγών (2). 15

16 Όλα αυτά τα ερωτήματα είναι που αναμένεται να κρατήσουν τη συζήτηση για τις χορδές ζωντανή για το επόμενο χρονικό διάστημα με αβέβαιο ακόμα αποτέλεσμα σχετικά με τα αποτελέσματα της αναζήτησης (2). 16

17 Βιβλιογραφία 1. Smolin, L.: The Trouble with Physics, Penguin Books Greene, B.: The Fabric of the Cosmos, Penguin Books Feyerabend, P.: Ένάντια στη μέθοδο, Εκδόσεις Σύγχρονα Θέματα, 4 η έκδοση, Αθήνα Chalmers, A.F.: Τι είναι αυτό που το λέμε επιστήμη; Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο Weinberg, S: Όνειρα για μια τελική θεωρία, Κάτοπτρο, Αθήνα Υπερχορδές, «η Θεωρία των Πάντων», Κάτοπτρο, Αθήνα Kuhn, T.: Η δομή των επιστημονικών Επαναστάσεων, Εκδόσεις Σύγχρονα Θέματα, 10 η Έκδοση, Αθήνα Daston, L. & Galison, P.: Objectivity, Zone Books, New York Porter, T.: Trust in Numbers, Princeton University Press Rorty, R.: Philosophy and the Mirror of Nature, Princeton University Press, Princeton, New Jersey Kuhn, T.: Objectivity, Value Judgment, and Theory Choice, Kitcher, P.: Science, Truth and Democracy, Oxford University Press, Oxford Douglas, H.: The irreducible complexity of objectivity, Synthese 138: , Harding, S.: Strong Objectivity : a response to the new objectivity question, Synthese 104: , Nozick, R.: Invariances- The Structure of the Objective World, Harvard University Press,

18 18

19 19