SKORDOULIS FINAL NEW:Layout 1 4/24/08 2:09 PM Page 1

SKORDOULIS FINAL NEW:Layout 1 4/24/08 2:09 PM Page 3 Ζητ ματα Θεωρ ας των Επιστημ ν της Φύσης

SKORDOULIS FINAL NEW:Layout 1 4/24/08 2:09 PM Page 4 ΤΟΠΟΣ Επιστημονικές Εκδόσεις Διόρθωση: Αναστασία Μανταίου Μακέτα εξωφύλλου-ηλεκτρονική επεξεργασία: Ρούλα Φραγκούλη 2008 Εκδόσεις Τόπος, Κ. Σκορδούλης [Οι εκδόσεις Τόπος είναι εμπορικό σήμα της ΜΟΤΙΒΟ Α.Ε.] ISBN 978-960-6760-68-6 Κεντρική διάθεση: Πλαπούτα 2 & Καλλιδρομίου, 11473, Αθήνα Τηλ.: 210 8222835-856 Fax: 210 8222684 Βιβλιοπωλείο: Πεσμαζόγλου 5 & Σταδίου, Στοά του Βιβλίου, 10559, Αθήνα Τηλ.: 210 3221580 Fax: 210 3211246 Η πνευματική ιδιοκτησία αποκτάται χωρίς καμία διατύπωση και χωρίς την ανάγκη ρήτρας απαγορευτικής των προσβολών της. Κατά το Ν. 2387/20 (όπως έχει τροποποιηθεί με το Ν. 2121/93 και ισχύει σήμερα) και κατά τη Διεθνή Σύμβαση της Βέρνης (που έχει κυρωθεί με το Ν. 100/1975) απαγορεύεται η αναδημοσίευση, η αποθήκευση σε κάποιο σύστημα διάσωσης και γενικά η αναπαραγωγή του παρόντος έργου με οποιονδήποτε τρόπο ή μορφή, τμηματικά ή περιληπτικά, στο πρωτότυπο ή σε μετάφραση ή άλλη διασκευή, χωρίς γραπτή άδεια του εκδότη. www.toposbooks.gr

SKORDOULIS FINAL NEW:Layout 1 4/24/08 2:09 PM Page 5 Κωνσταντ νος. Σκορδούλης Επιστημονικ επιμ λεια Ζητ ματα Θεωρ ας των Επιστημ ν της Φύσης Συμμετ χουν: Κ. Σκορδούλης Ε. Μπόκαρης Ι. Παρκοσ δης Ε. Κολ ζα Μ. Ρεντετζ Γ. Κατσιαμπούρα Θ. Νικολα δης Γ. Βλαχ κης Κ. Ταμπ κης ΕΚΔΟΣΕΙΣ TOΠΟΣ

SKORDOULIS FINAL NEW:Layout 1 4/24/08 2:09 PM Page 7 Περιεχόμενα Συγγραφε ς του τόμου... 9 Πρόλογος... 11 1. Επιστημονικ ς επαναστ σεις και διαμ χες στη Φυσικ Κ. Σκορδούλης... 15 2. Πειραματικ πρακτικ Κ. Σκορδούλης... 37 3. Η Χημε α ως Ασυν χεια της Αλχημε ας Ε. Π. Μπόκαρης... 61 4. Επιστημονικ όργανα στη Φυσικ : το πρόβλημα της μ τρησης του γεωγραφικού μ κους Ι. Λ. Παρκοσ δης... 95 5. Η εξ λιξη της σχ σης Μαθηματικ ν και Φυσικ ς Ε. Κολ ζα... 117 6. Φύλο και φυσικ ς επιστ μες: μφυλα στερεότυπα και εκπαιδευτικ ς στρατηγικ ς υπονόμευσ ς τους Μ. Ρεντετζ... 129 7. Το φύλο στην ιστορ α των επιστημ ν Γ. Κατσιαμπούρα... 151 8. Η ιστορ α των επιστημ ν στην Ελλ δα Θ. Νικολα δης... 165 9. Η υποδοχ των ιδε ν του Einstein στην Ελλ δα Γ. Βλαχ κης... 177 10. Η υποδοχ της Κβαντομηχανικ ς στην Ελλ δα Κ. Ταμπ κης... 197 11. Η σχ ση ιστορ ας των επιστημ ν και διδασκαλ ας των φυσικ ν επιστημ ν Κ. Σκορδούλης... 211 Ευρετ ριο κύριων ονομ των... 219 7

SKORDOULIS FINAL NEW:Layout 1 4/24/08 2:09 PM Page 9 Οι συγγραφε ς του τόμου Γι ργος Βλαχ κης Ιστορικός των Επιστημ ν, Συνεργ της του Προγρ μματος «Ιστορ α και Φιλοσοφ α των Επιστημ ν» του Κ ντρου Νεοελληνικ ν Ερευν ν του Εθνικού Ιδρύματος Ερευν ν. Γι ννα Κατσιαμπούρα Ιστορικός των Επιστημ ν, ιδ σκουσα (Π 407) στο Τμ μα Μεθοδολογ ας, Ιστορ ας και Θεωρ ας της Επιστ μης του Πανεπιστημ ου Αθην ν. Ευγεν α Κολ ζα Καθηγ τρια ιδακτικ ς Μαθηματικ ν στο Παιδαγωγικό Τμ μα Ε του Πανεπιστημ ου Ιωανν νων. Ευθύμιος Π. Μπόκαρης Επ κουρος Καθηγητ ς στο Τμ μα Χημε ας του Πανεπιστημ ου Ιωανν νων, διδ σκων του μαθ ματος «Ιστορ α της Χημε ας». Θύμιος Νικολα δης Ερευνητ ς Α, ιευθυντ ς του Προγρ μματος «Ιστορ α και Φιλοσοφ α των Επιστημ ν» του Κ ντρου Νεοελληνικ ν Ερευν ν του Εθνικού Ιδρύματος Ερευν ν. Ιω ννης Λ. Παρκοσ δης ιδ κτωρ Εκπαιδευτικ ς Τεχνολογ ας του Παιδαγωγικού Τμ ματος Ε του Πανεπιστημ ου Αθην ν. Μαρ α Ρεντετζ Επ κουρη Καθηγ τρια Κοινωνιολογ ας της Επιστ μης στη Σχολ Εφαρμοσμ νων Μαθηματικ ν και Φυσικ ν Επιστημ ν του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνε ου. Κωνσταντ νος Σκορδούλης Καθηγητ ς Φυσικ ς και Επιστημολογ ας των Φυσικ ν Επιστημ ν στο Παιδαγωγικό Τμ μα Ε του Πανεπιστημ ου Αθην ν. Κωνσταντ νος Ταμπ κης Υποψ φιος ιδ κτωρ Ιστορ ας της Εκπα δευσης των Φυσικ ν Επιστημ ν στο Παιδαγωγικό Τμ μα Ε του Πανεπιστημ ου Αθην ν. 9

SKORDOULIS FINAL NEW:Layout 1 4/24/08 2:09 PM Page 11 Πρόλογος Το βιβλ ο αυτό ε ναι μια συλλογ αυτόνομων κειμ νων που ασχολούνται με επιλεγμ να ζητ ματα της θεωρ ας της επιστ μης και ειδικότερα της θεωρ ας των επιστημ ν της φύσης, δηλαδ της Φυσικ ς, της Χημε ας και των υποκλ δων τους. Η θεωρ α της επιστ μης, η επιστημολογ α, ε ναι η μελ τη του γ γνεσθαι των επιστημ ν και ως εκ τούτου δεν ε ναι δυνατόν να σταθε σε απόσταση από την ιστορ α των επιστημ ν. Για τον λόγο αυτόν να σημαντικό μ ρος του βιβλ ου περιλαμβ νει θ ματα της ιστορ ας των επιστημ ν. Η συγκρότηση των κεφαλα ων του βιβλ ου γινε χοντας κατ νου τις διδακτικ ς αν γκες των φοιτητ ν του Παιδαγωγικού Τμ ματος και του Φυσικού Τμ ματος, η πλειονότητα των αποφο των του οπο ου στρ φεται προς την εκπα δευση. τσι τα περισσότερα κεφ λαια του τόμου συμπεριλαμβ νουν διδακτικ ς θεωρ σεις μμεσα μεσα. Συγκεκριμ να: Το πρ το κεφ λαιο ασχολε ται με αυτό που ε ναι γνωστό ως ερ τημα για τη φύση της επιστ μης (Nature of Science NOS). Η μελ τη της φύσης της επιστ μης περιλαμβ νεται στις περισσότερες προτ σεις για εκσυγχρονισμό αλλαγ των αναλυτικ ν προγραμμ των των Φυσικ ν Επιστημ ν διεθν ς, με στόχο να δε ξει στους εκπαιδευόμενους ότι η επιστ μη δεν ε ναι απλ ς να διατεταγμ νο σύνολο από νόμους και θεωρ ες αλλ, αντ θετα, μια ζωνταν δυναμικ εξελισσόμενη διαδικασ α με διαμ χες, αντιπαραθ σεις και ανατροπ ς θεωρι ν. Στο κεφ λαιο εξετ ζονται οι δύο επαναστ σεις στη Φυσικ η ανατροπ της φυσικ ς του Αριστοτ λη από τον Γαλιλα ο και η ανατροπ του μηχανιστικού κοσμοειδ λου από τις μετακλασικ ς θεωρ ες της Σχετικότητας και της Κβαντομηχανικ ς καθ ς και οι θεωρ σεις για τις επιστημονικ ς διαμ χες, επικεντρ νοντας στη διαμ χη Newton-Leibniz. Το δεύτερο κεφ λαιο ασχολε ται με την πειραματικ πρακτικ και εξετ ζει ζητ ματα όπως η λειτουργικ ενοπο ηση του πειρ ματος με τα Μαθηματικ που εμφαν ζεται στο ργο του Γαλιλα ου, το ερ τημα αν υπ ρχουν κρ σιμα πειρ ματα στην ιστορ α της Φυσικ ς εξετ ζοντας την ιστορικ διαδρομ του κατ εξοχ ν θεωρούμενου ως κρ σιμου πειρ ματος, το δι σημο πε ραμα των Michelson- Morley, και τ λος τα προβλ ματα ερμηνε ας της πειραματικ ς μ τρησης στο πλα σιο της μετακλασικ ς θεωρ ας υπό το καθεστ ς του μη διαχωρ σιμου μεταξύ της πειραματικ ς συσκευ ς και του μετρούμενου αντικειμ νου. Το τρ το κεφ λαιο αναφ ρεται στην επιστ μη της Χημε ας, υποστηρ ζοντας, με β ση τη σκ ψη του Bachelard, ότι η Χημε α δεν αποτελε συν χεια της Αλχημε ας και καθιερ νεται ως αυτόνομη επιστ μη με τη συγκρότηση του περιο- 11

SKORDOULIS FINAL NEW:Layout 1 4/24/08 2:09 PM Page 12 Κωνσταντίνος Σκορδούλης δικού π νακα των στοιχε ων. Ταυτόχρονα προβ λλει τη θ ση ότι η Χημε α ως επιστημονικ πρακτικ ε ναι μ ρος της κοινωνικ ς πρακτικ ς, υπογραμμ ζοντας ότι η υπαγωγ της επιστημονικ ς πρακτικ ς στις παραγωγικ ς σχ σεις διασφαλ ζει την υλικότητ της και ταυτόχρονα η δια η επιστημονικ πρακτικ αναλαμβ νει το ργο της ρ ξης των επιστημολογικ ν εμποδ ων. Στο τ ταρτο κεφ λαιο επιχειρε ται η παρουσ αση της ιστορ ας της μ τρησης του γεωγραφικού μ κους, σε μια προσπ θεια να αναδειχθε η σημασ α των επιστημονικ ν οργ νων στην πρόοδο της επιστ μης και να τεκμηριωθε η ποψη σύμφωνα με την οπο α η μελ τη της ιστορ ας των επιστημονικ ν οργ νων μπορε να διαμορφ σει ν ες διδακτικ ς πρακτικ ς για την εμπειρικ προσ γγιση και βιωματικ κατανόηση μιας επιστ μης που διαμεσολαβε ται από την τεχνολογ α και αποκαλύπτεται μ σω αυτ ς. Στο π μπτο κεφ λαιο εξετ ζεται η ιστορικ διαμόρφωση της σχ σης Μαθηματικ ν και Φυσικ ς. Στο κε μενο αναφ ρεται ότι εν μ χρι και τα τ λη του 18ου αι να μόνο η Μηχανικ, η Οπτικ και η Υδροστατικ ε χαν μαθηματικοποιειθε επαρκ ς, σταδιακ τα όρια μεταξύ Μαθηματικ ν και Φυσικ ς ρχισαν να γ νονται δυσδι κριτα, με τη Φυσικ να ακολουθε την αν πτυξη των Μαθηματικ ν. Η συγγραφ ας υποστηρ ζει ότι χουν αρχ σει να υλοποιούνται προτ σεις για μια συνεργασ α μεταξύ φυσικ ν και μαθηματικ ν στο πλα σιο της εκπα δευσης και θεωρε ότι στο πλα σιο μιας ρεαλιστικ ς μαθηματικ ς εκπα δευσης μπορε να αναδειχθε ο ρόλος της Φυσικ ς στην κατανόηση των μαθηματικ ν εννοι ν. Το κτο κεφ λαιο πραγματεύεται τη σχ ση φύλου και φυσικ ν επιστημ ν, αναδεικνύοντας ότι η Φυσικ εξακολουθε να αποτελε ναν ανθεκτικό πυρ να στις φεμινιστικ ς προσεγγ σεις. Π ρα από την αναφορ στην υποαντιπροσ πευση των γυναικ ν και τους λόγους που η κουλτούρα των φυσικ ν επιστημ ν χει χαρακτηριστε ως ανδρικ, επιχειρε ται ουσιαστικ επιστημολογικ συσχ τιση φύλου και Φυσικ ς. Βασικό επιχε ρημα αποτελε ο ισχυρισμός ότι στις δεκαετ ες του 1960 και του 1970 ο λογικός θετικισμός μ σα από την μφαση στις θεωρ ες και τη λογικ τους δομ καθ ς και την αν δειξη της Φυσικ ς ως παραδειγματικ ς επιστ μης και κατ εξοχ ν αντικειμενικ ς, απ τρεψε κ θε ουσιαστικ σύνδεση φύλου και φυσικ ν επιστημ ν εν ταυτόχρονα ευνόησε συγκεκριμ να στερεότυπα για τον ρόλο των γυναικ ν στις φυσικ ς επιστ μες. πως διαπιστ νεται, η συζ τηση για τη φύση της επιστ μης βρ σκει σ μερα γόνιμο δαφος στον χ ρο της εκπα δευσης, αναπαρ γοντας τις θετικιστικ ς απόψεις και ενισχύοντας στερεότυπους ρόλους των δύο φύλων παρ την επ δραση της κοινωνιολογ ας των επιστημ ν. Τ λος προτε νονται τ σσερις εκπαιδευτικ ς στρατηγικ ς για την υπονόμευση των μφυλων στερεοτύπων στη μαθησιακ διαδικασ α. Στο βδομο κεφ λαιο η μελ τη του φύλου στις επιστ μες συνδ εται μεσα αφενός με την ιστορ α των επιστημ ν όπου και ακολουθε τις θεωρητικ ς και μεθοδολογικ ς προσεγγ σεις και τις μεταβολ ς που σημει νονται σε αυτ ν και αφετ ρου με τις φεμινιστικ ς σπουδ ς, όπως διαμορφ νονται τις τελευτα ες δεκαετ ες. Υποστηρ ζεται ότι οι σύγχρονες προσεγγ σεις της ιστορ ας των επιστημ ν με β ση το φύλο διανο γουν τη δυνατότητα μιας ν ας αντ ληψης για τον χ ρο των φυσικ ν επιστημ ν. 12

SKORDOULIS FINAL NEW:Layout 1 4/24/08 2:09 PM Page 13 Πρόλογος Στο όγδοο κεφ λαιο, ο συγγραφ ας επιχειρε να ανασυγκροτ σει την ιστορ α της ιστορ ας των επιστημ ν, εξετ ζοντας την πορε α συγκρότησ ς της ως αυτόνομου επιστημονικού κλ δου και ταυτόχρονα μελετ την ιστορ α των επιστημ ν στην Ελλ δα από το γύρισμα του 20ού αι να μ χρι σ μερα, τον ζοντας ιδια τερα τη συμβολ προσωπικοτ των όπως ο Μ. Στεφαν δης. Στο νατο και το δ κατο κεφ λαιο παρουσι ζεται αντ στοιχα η υποδοχ των θεωρι ν της Σχετικότητας και της Κβαντομηχανικ ς στην Ελλ δα. Η μελ τη της υποδοχ ς και οικειοπο ησης μιας θεωρ ας σε να συγκεκριμ νο επιστημονικό και κοινωνικό χ ρο θεωρε ται γενικ ότι εντ σσεται στο πλα σιο των «μελετ ν υποδοχ ς» (reception studies). ς πρόγραμμα ιστορικ ς ρευνας, οι θεωρ ες υποδοχ ς χουν ως θ μα τους το π ς επιστημονικ ς θεωρ ες γ νονται δεκτ ς από συγκεκριμ νους κοινωνικούς σχηματισμούς. Ειδικ για τον ελλαδικό χ ρο, η υποδοχ της Μετακλασικ ς Φυσικ ς δεν χει ακόμα μελετηθε διεξοδικ, με ελ χιστες εξαιρ σεις. Τα δύο κεφ λαια εξετ ζουν τα αναλυτικ προγρ μματα των μαθημ των που διδ σκονταν στο Πανεπιστ μιο Αθην ν για να ανιχνεύσουν την ύπαρξη στοιχε ων των μετακλασικ ν θεωρι ν, την εποχ που αυτ ς διατυπωνόταν από μια πλει δα φυσικ ν στη υτικ Ευρ πη και στις ΗΠΑ. Ταυτόχρονα, οι συγγραφε ς μελετούν συγγρ μματα, ρθρα και βιβλ α για να αναδειχθε η διαπραγμ τευση των θεωρι ν από τους λληνες επιστ μονες της εποχ ς. Τ λος, γ νεται συνοπτικ αναφορ σε δημοσιεύματα τα οπο α σκιαγραφούν το ιδεολογικό περιβ λλον, τόσο το πολιτικό όσο και το εκπαιδευτικό, στο οπο ο εργ ζονταν οι λληνες φυσικο επιστ μονες. Τ λος, το ενδ κατο κεφ λαιο ασχολε ται με το επ μαχο ζ τημα της σχ σης μεταξύ της ιστορ ας των επιστημ ν και της διδασκαλ ας των φυσικ ν επιστημ ν. Αφού κ νει μια ιστορικ ανασκόπηση της αντιπαρ θεσης για το αν η ιστορ α των διδακτικ ν εγχειριδ ων ε ναι «ψευδοϊστορ α», ο συγγραφ ας υποστηρ ζει ότι η λειτουργικ ενσωμ τωση της ιστορ ας της Φυσικ ς στη διδασκαλ α της Φυσικ ς εκκιν ντας από δι θεση κριτικ ς στο θετικιστικό παρ δειγμα σχετ ζει την ιστορικ προσ γγιση με την αν δειξη του κριτικού στοιχε ου στην επιστ μη, υπογραμμ ζοντας ότι η δυτικ επιστ μη ε ναι να γνωστικό σύστημα πρόσ - ληψης του κόσμου που αναπτύχθηκε σε συγκεκριμ να πολιτισμικ πλα σια και ότι η καθι ρωσ της και κοινωνικ αποδοχ της δεν ε ναι μόνο αποτ λεσμα του γνωσιακού πλεονεκτ ματός της και των επιτυχ ν τεχνολογικ ν εφαρμογ ν της. Από τη θ ση του επιμελητ της κδοσης θα θελα κατ αρχ ς να ευχαριστ σω όλους τους συγγραφε ς που μου εμπιστεύθηκαν τα κε μεν τους για την κδοση αυτού του τόμου. Επ σης, τη Σεβαστ Μπούμπαλου και την Αναστασ α Μαντα ου από τις εκδόσεις «Τόπος» για την ψογη συνεργασ α και την υπομον τους. Κ. Σκορδούλης Καθηγητ ς Φυσικ ς και Επιστημολογ ας των Φυσικ ν Επιστημ ν στο Παιδαγωγικό Τμ μα Ε του Πανεπιστημ ου Αθην ν 13