Πέμπτη, 10 Ιουλίου 2008

Κοσμολογικές απόψεις του Δημοκρίτου και σύγχρονη Φυσική (1ο μέρος)

Οι σύγχρονες επιστημονικές απόψεις.
Όπως γνωρίζουμε σήμερα, η έννοια του χώρου, όσον αφορά την επιστήμη, συνδέεται στενά με το σύνολο των φυσικών ιδιοτήτων του, η πειραματική επαλήθευση των οποίων τον μορφοποιεί αισθητά και ανθρωπίνως λογικά. Η περιγραφή του χώρου μέσω των ιδιοτήτων του είναι θέμα της γεωμετρίας, και η πλέον γνωστή μορφή χώρου είναι εκείνη που περιγράφεται από την Ευκλείδεια γεωμετρία, η οποία στηρίζεται στα γνωστά αξιώματα του Ευκλείδη, που δεν είναι δυνατόν να αποδειχθούν μαθηματικά, αλλά τα δεχόμαστε σαν "αυταποδείκτως λογικά". Εκείνο που θα πρέπει να σημειωθεί είναι ότι η έννοια μιας γεωμετρίας δεν μπορεί να ταυτισθεί με την έννοια του χώρου και του αριθμού των διαστάσεών του. Η γεωμετρία περιγράφει μια σειρά ιδιοτήτων του χώρου ανεξαρτήτως του αριθμού των διαστάσεών του. Έτσι π.χ. ένας χώρος -ανεξαρτήτως διαστάσεων- είναι Ευκλείδειος, αν υπακούει στα βασικά αξιώματα της Ευκλείδειας γεωμετρίας. Εκτός όμως του γνωστού και αντιληπτού, μέσω των ανθρωπίνων αισθήσεων, Ευκλείδειου χώρου, οι μεγάλοι μαθηματικοί Lobatschewski και Riemann δόμησαν δύο μη Ευκλείδειες γεωμετρίες που περιγράφουν αντίστοιχα τις ιδιότητες δύο ανεξαρτήτων και διαφορετικών χώρων που φέρουν τα ονόματα τους. Οι δύο αυτοί χώροι και οι αντίστοιχες γεωμετρίες τους αποτελούσαν απλά θεωρητικά κατασκευάσματα, χωρίς πρακτική φυσική σημασία, μέχρι τη στιγμή που ο Αϊνστάιν διετύπωσε τη Γενική θεωρία της Σχετικότητος, η οποία προϋποθέτει και λειτουργεί μόνο στα πλαίσια ενός χώρου Riemann. Με λίγα λόγια ο χώρος του Σύμπαντος που μας περιβάλλει και τον οποίο θέλουμε να λέμε ότι μετρούμε, εφ' όσον δεχόμαστε ότι αληθεύει στα πλαίσια του η Γενική θεωρία της Σχετικότητος, δεν είναι Ευκλείδειος αλλά χώρος Riemann. Το παράδοξο όμως είναι ότι η γεωμετρία του Ευκλείδη, μπορεί να εφαρμοστεί με πολύ καλή προσέγγιση, σε πολύ μικρά κομμάτια ενός χώρου Lobatschewski. Εντούτοις η απόκλισή της από την αλήθεια γίνεται φανερή σε αστρονομική κλίμακα. Αυτό σημαίνει ότι η γεωμετρία του Ευκλείδη είναι μια οριακή περίπτωση της γεωμετρίας του Lobatschewski, η οποία με τη σειρά της αποδεικνύεται ότι είναι μια οριακή περίπτωση της γεωμετρίας του Riemann. Εδώ όμως αρχίζουν τα παράδοξα για την κοινή ανθρώπινη λογική εφ' όσον όπως γνωρίζουμε σήμερα, οι αισθήσεις μας μπορούν να καταγράψουν και να συγκεκριμενοποιήσουν σχήματα που μορφοποιούνται μόνο μέσα σε χώρους μέχρι τριών διαστάσεων που περιγράφονται από την Ευκλείδεια γεωμετρία. Τα σχήματα τα οποία μορφοποιούνται μέσα σε χώρους που περιγράφονται από μη Ευκλείδειες γεωμετρίες, όπως αυτές του Lobatschewski και του Riemann δεν είναι δυνατόν να γίνουν αντιληπτά από τις ανθρώπινες αισθήσεις" Επειδή λοιπόν η γεωμετρία, του τετραδιάστατου χώρου της Γενικής θεωρίας της Σχετικότητας του Αϊνστάιν είναι Riemann, το Σύμπαν δεν είναι Ευκλείδειο σε γενικές γραμμές. Αυτό σημαίνει ότι δεν θα έπρεπε να γίνονται αντιληπτά μέσω των αισθήσεων μας οι μορφές του συμπαντικού μας χώρου. Το ότι συνειδητοποιούμε τα σχήματα που μας περιβάλλουν, είναι αποτέλεσμα του γεγονότος ότι οι αισθήσεις μας έχουν την ιδιότητα, δημιουργώντας ιδεατές τομές στο συνεχές χωροχρονικό γίγνεσθαι του συμπαντικού χώρου, να καταγράφουν μόνο μικρά κομμάτια του μη Ευκλείδειου χώρου Riemann που μας περιβάλλει, τα οποία όπως αναφέραμε προηγουμένως, με μεγάλη ακρίβεια, συμπεριφέρονται σαν Ευκλείδειοι χώροι, αντιληπτοί από τις αισθήσεις μας. Έτσι στην ουσία αυτό που αντιλαμβανόμαστε δεν είναι παρά η προβολική σκιά Ρειμάνιων μορφών και σχημάτων μέσα στον τρισδιάστατο Ευκλείδειο χώρο, ο οποίος δημιουργείται μέσω αυθαιρέτων τομών του συνεχούς και αδιαιρέτου συμπαντικού χωροχρόνου, τον οποίον αντιλαμβάνονται οι αισθήσεις μας.
Οι αυθαίρετες τομές των αισθήσεων
Την ψευδή όμως εικόνα την οποίαν σχηματίζουμε μέσω των αισθήσεών μας για το τι πραγματικά συμβαίνει μέσα στον συμπαντικό χωρόχρονο, μπορούμε να την αντιληφθούμε και μέσω της κλασσικής φυσικής θεωρίας. Όπως όλοι γνωρίζουμε, ο οφθαλμός μας αποτελεί έναν ατελέστατο συλλέκτη ακτινοβολιών. Η ατέλειά του συνίσταται κυρίως στο γεγονός ότι δεν μπορεί να αντιληφθεί:
1. Αντικείμενα μικρότερης έκτασης από μια ελάχιστη, π.χ. κόκκους σκόνης.
2. Την απόσταση μεταξύ ανεξάρτητων αντικειμένων, αν αυτή είναι μικρότερη μιας ελάχιστης. Τα αντικείμενα αυτά τα αντιλαμβάνεται σαν ένα.
3. Ακτινοβολίες εκτός του ελαχιστότατου εύρους των ορατών μηκών κύματος και τέλος
4. Μέσω του συνόλου των αισθήσεων μας δεν είναι δυνατόν να αντιληφθούμε παρά ένα απειροελάχιστο κομμάτι του συμπαντικού χώρου που μας περιβάλλει. Η αδυναμία αυτή των αισθήσεων μας αναγκάζει να περιορίζουμε τον κόσμο των αισθητών εντυπώσεων μας σε ένα πολύ μικρό υποσύνολο του συμπαντικού χώρου, να δημιουργούμε δηλαδή, μια ελαχιστότατη Ευκλείδεια υποκειμενική τομή στο συνεχές μη Ευκλείδειο χωροχρονικό γίγνεσθαι, μέσα στην οποία δημιουργούμε αυτό που ονομάζουμε κόσμο των αισθήσεων μας
. Μερικά αποτέλεσμα των προηγούμενων αδυναμιών των αισθήσεων μας είναι:
1. Μια σειρά αντικειμένων ή γεγονότων να παραμένουν αόρατα για τον άνθρωπο εφ' όσον τα μήκη κύματος της ακτινοβολίας την οποία εκπέμπουν δεν καταγράφεται από τον οφθαλμό μας.
2. Ένα σύνολο ελαχιστότατων σωματιδίων, όπως π.χ. κόκκοι σκόνης ή μόρια αρωματικών πτητικών ενώσεων, τα οποία παρεμβάλλονται μεταξύ των θεωρούμενων ανεξάρτητων αντικειμένων, παραμένουν αόρατα από τον οφθαλμό λόγω του περιορισμένου των διαστάσεών τους. Λόγω αυτής της αδυναμίας της οράσεώς μας δημιουργούμε την αίσθηση του "κενού" μεταξύ των φαινομενικά ανεξάρτητων αντικειμένων.
3. Επειδή οι αποστάσεις μεταξύ μορίων ή ατόμων είναι απειροελάχιστες, δεν αντιλαμβανόμαστε την αυτόνομη και ανεξάρτητη ύπαρξη τους, αλλά δημιουργείται η ψευδής εντύπωση ότι μια πυκνή (μεγάλης πυκνότητας) συλλογή ατόμων ή μορίων αποτελεί μιαν ενιαία και αυτόνομη υλική οντότητα. Με τον τρόπο αυτό δημιουργείται η ψευδαίσθηση της υλικής ατομικότητας των αισθητών αντικειμένων. Αν το αισθητήριο της όρασης μας είχε άπειρες δυνατότητας, και δεν παρουσίαζε τις προηγούμενες αδυναμίες, όπως είναι φανερό δεν θα δημιουργείτο στον άνθρωπο η εντύπωση των ανεξάρτητων και αυτόνομων υλικών αντικειμένων, αλλά η αίσθηση ενός χυλού υποατομικών σωματιδίων, και σε προέκταση ενός χυλού ακτινοβολιών, μέσα στον οποίο αυτό το οποίο ονομάζουμε εξατομικευμένο υλικό αντικείμενο δεν θα αποτελεί παρά ένα πύκνωμα του ενεργειακού αυτού χυλού. Την αυτή όμως ψευδαίσθηση δημιουργεί και το αισθητήριο της αφής. Νομίζουμε ότι ακουμπάμε ένα αντικείμενο. Στην πραγματικότητα όμως τα ακραία δομικά συστατικά του χεριού μας, κατά τη διάρκεια του γεγονότος που ονομάζουμε "επαφή", απέχουν σχετικά πολύ μεγάλες αποστάσεις από τα ακραία δομικά συστατικά του αντικειμένου το οποίο "νομίζουμε" ότι ακουμπάμε. Αυτό το οποίο συνειδητοποιούμε σαν επαφή μέσω του εγκεφάλου μας δεν είναι παρά οι απωστικές δυνάμεις που δημιουργούνται μεταξύ των πεδίων τα οποία περιβάλλουν τα δομικά συστατικά του χεριού μας και του αντικειμένου.
Τα προηγούμενα γεγονότα τονίζονται με πολύ χαρακτηριστικό τρόπο από τον Michael Talbot στο βιβλίο του "Μυστικισμός και Σύγχρονη Επιστήμη". Αναφέρει χαρακτηριστικά, "Σύμφωνα με τη Νέα Φυσική μόνο να ονειρευτούμε μπορούμε τον πραγματικό κόσμο. Τον ονειρευόμαστε να υπάρχει μυστηριωδώς ορατός πανταχού παρών στο χώρο και σταθερός στο χρόνο. Παρ' όλα αυτά συγκατατεθήκαμε ενσυνείδητα στην πλαστή δημιουργία μη λογικών, αραιών και αιώνιων διαλειμμάτων (τομών) της αρχιτεκτονικής του, έτσι ώστε να μπορέσουμε ίσως να δούμε κάποτε πόσο ψεύτικο είναι το αρχικό μας πλαίσιο". Με βάση την αυθαίρετη αυτή τομή του συμπαντικού συνεχούς τετραδιάστατου Ρειμάνιου χώρου, δομήθηκε και η κλασσική φυσική θεωρία. Όπως αναφέρει και ο πατέρας της θεωρίας των Γενικών Συστημάτων Λούντβιχ φον Μπερταλάνφι: "Μοναδικός σκοπός της επιστήμης φαίνεται πως υπήρξε η ανάλυση, δηλαδή ο τεμαχισμός της πραγματικότητας σε πολύ μικρότερες μονάδες και η απομόνωση των ατομικών αλυσίδων των αιτίων. Έτσι η φυσική πραγματικότητα διαιρέθηκε σε σημεία. μάζας ή σε άτομα, ο ζωντανός οργανισμός σε κύτταρα, η συμπεριφορά σε ανακλαστικά, οι αντιλήψεις σε ακριβείς αισθήσεις. Ως εκ τούτου η αιτιότητα υπήρξε απαραίτητος μονόδρομος".
Για το αυτό θέμα οι D. Βοhm και Β. Ηiley στο άρθρο τους "Οn the Intuitive Understanding of Non-Lacality as by Quantum Theory" αναφέρουν: "Η εργασία μας δείχνει με ενορατικό τρόπο, πως ακριβώς και γιατί ένα κβαντικό πολυσωματιδιακό σύστημα δεν μπορεί να αναλυθεί σε ανεξάρτητα τμήματα με σταθερές και προσδιορίσιμες δυναμικές σχέσεις μεταξύ τους. Τα τμήματα φαίνεται μάλλον να βρίσκονται σε άμεση σχέση μεταξύ τους. Μια σύνδεση από την οποία εξαρτώνται οι δυναμικές τους σχέσεις μέσα στο όλα σύστημα. Επιπλέον, μέσα στο πλαίσιο των ευρύτερων συστημάτων στα οποία περιέχονται, τελικά εκτείνονται σαν αρχή σε ολόκληρο το Σύμπαν. Με αυτόν τον τρόπο οδηγούμαστε στη νέα ιδέα της αδιάσπαστης ολότητας, η οποία αρνείται την κλασσική ιδέα της ανάλυσης του κόσμου σε ξεχωριστά και ανεξάρτητα τμήματα".
Μέσα σε αυτή τη νέα φυσική πραγματικότητα, το τι είναι πλέον αυτό που, βάσει της ψευδαίσθησης των ανθρώπινων αισθητηρίων, ονομάζαμε μέχρι σήμερα ύλη, περιγράφει γλαφυρά ο Τσαρλς Μιούζες στο βιβλίο του "Συνείδηση και πραγματικότητα". "Ένα δένδρο, ένα τραπέζι, ένα σύννεφο, μια πέτρα. Όλα αυτά διαλύονται από την επιστήμη του εικοστού αιώνα σε κάτι που συνίσταται από το ίδιο υλικό. Αυτό το κάτι είναι ένα συνοθύλευμα στροβιλιζόμενων σωματιδίων που υπακούουν στους νόμους της κβαντικής φυσικής. Τούτο σημαίνει ότι όλα τα αντικείμενα που μπορούμε να παρατηρήσουμε είναι τρισδιάστατες εικόνες που σχηματίζονται από κύματα στάσιμα ή κινούμενα κάτω από την επίδραση ηλεκτρομαγνητικών και πυρηνικών διαδικασιών. Όλα τα αντικείμενα του κόσμου είναι τρισδιάστατες εικόνες που σχηματίζονται με ηλεκτρομαγνητικό τρόπο, εικόνες ενός υπερολογράμματος αν το θέλετε". Αυτό ισχύει βέβαια για το μικρό χώρο του κοντινού μας περιβάλλοντος. Στην περίπτωση όμως που θέλουμε να μελετήσουμε πολύ μεγάλα μέρη του Σύμπαντος, όπως αυτά που μελετά η Κοσμολογία, η Ευκλείδεια γεωμετρία παύει να τα περιγράφει και τα σχήματα που μορφοποιούνται παραμένουν ασύλληπτα από τις ανθρώπινες αισθήσεις. Οι ανθρώπινες λοιπόν αισθήσεις, δεν αποτελούν ένα αδιάψευστο κριτήριο της αλήθειας των συμπαντικών μορφών και φαινομένων, έτσι ώστε να μπορούμε πλέον να πούμε ότι: "Μέσω των αισθήσεών μας, και των διαφόρων οργάνων μας που τις ενισχύουν, δεν αντιλαμβανόμαστε το Σύμπαν όπως αυτό είναι στην πραγματικότητα. αλλά όπως έχει την δυνατότητα να το αντιληφθεί ο εγκέφαλος μας μέσω των ατελέστατων ανθρώπινων αισθήσεων. Η πραγματική φύση του τετραδιάστατου Ρειμάνιου σύμπαντος είναι μη αισθητή και περιγράφεται μόνο μέσω μαθηματικών σχέσεων" …

Ανακοινώσεις στο Πανελλήνιο Αστρονομικό Συνέδριο στη Σάμο την 20ή Σεπτεμβρίου 1999
Ε. Δανέζης, Ε. Θεοδοσίου, Θ. Γραμμένος, Μ. Σταθοπούλου Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα Φυσικής, Τομέας Αστροφυσικής - Αστρονομίας - Μηχανικής

Δεν υπάρχουν σχόλια: